近期，英国威廉希尔唯一官网苑伟政教授团队的研究成果“A Bioinspired Micro-Grooved Structure for Low Snow Adhesion and Effective Snow Shedding”在《Advanced Materials》上发表。该研究获得国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目资助，英国威廉希尔唯一官网博士生燕则翔为第一作者，何洋教授和苑伟政教授为共同通讯作者。

积雪对户外设备的安全性和效率造成了广泛的影响，特别是光伏太阳能板、风力涡轮叶片以及桥梁钢索等设备，积雪的附着不仅影响设备的正常运行，还可能造成结构损坏。在此之前，防冰表面技术一直是科研领域备受关注的研究方向。然而，现有的防冰技术在减缓积雪附着方面的效果却存在争议。此外，雪相对于冰，是一种冰粒、空气、水组成的混合物，其物理性质更为复杂。学界通常将雪划分为干雪和湿雪两类。本项目的实验表明，对于铝表面而言，湿雪的粘附强度是干雪的10倍有余。这突显了雪固界面的复杂性，并展示了防雪研究的迫切需求。

图 1 , 雪的物理性质与秦岭箭竹叶的低雪粘附特性。

团队从自然界中汲取灵感，发现了秦岭箭竹叶表面独特的微纳结构在雪固界面表现出极低的雪附着力和良好的脱附性能。据此，团队开展了针对雪固粘附-脱粘附行为的深入分析，提出了一种创新的防雪微沟槽结构设计。该结构通过减少接触面积来最小化范德华力，并通过V形设计减缓毛细作用，促进液态水在界面上的分离。研究表明，雪脱落性能对表面粗糙度非常敏感，微沟槽的周期性光滑性显著减少了雪与表面的机械锁附作用。与此相反，超疏水微纳米结构与雪粒产生强烈的机械互锁作用，积雪即使在极低的粘附力下也无法自发脱落。通过将超疏水纳米颗粒嵌入微沟槽结构中，本文提出了一种集防冰、防雪和防水功能于一体的多功能设计。实验结果表明，该结构有效平衡了附着力降低与雪脱落性能，展示了其在光伏太阳能系统和大规模建筑应用中的广阔应用前景。

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500839