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  5G技術(shù)是我國(guó)重大戰(zhàn)略布局�！吨袊�(guó)制造2025》等文件提出，要加快建設(shè)新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，全面突破第五代移動(dòng)通信技術(shù)。5G技術(shù)將給人類帶來(lái)巨大發(fā)展，但每個(gè)5G技術(shù)的突破都是世界性難題，比如5G天線罩。5G天線罩是5G基站的重要組成部分，用來(lái)保護(hù)天線系統(tǒng)免受外界復(fù)雜環(huán)境干擾，提高天線精度和使用壽命。但是，雨水會(huì)在5G天線罩表面形成水滴或水膜。由于介電常數(shù)很高（~80，25℃），水會(huì)吸收、反射大量電磁波，導(dǎo)致5G信號(hào)嚴(yán)重衰減，即“雨衰效應(yīng)”。

  如何避免雨水在5G天線罩表面形成水滴或水膜是解決"雨衰效應(yīng)”的關(guān)鍵。仿生超疏液涂層（超疏水、超雙疏涂層）具有液滴接觸角高（>150°）、滾動(dòng)角低（<10°）等特點(diǎn)，液滴易從表面滾落，在自清潔表面、抗液體粘附、防液體鋪展等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景，非常有望用于5G天線罩表面，解決其“雨衰效應(yīng)”。然而，采用超疏液涂層解決5G天線罩“雨衰效應(yīng)”尚需突破涂層兼具優(yōu)異的耐壓性、機(jī)械穩(wěn)定性及耐候性的技術(shù)瓶頸。

圖1. 兼具優(yōu)異耐壓性、機(jī)械穩(wěn)定性和耐候性的超疏液涂層的設(shè)計(jì)思路

圖2. 超疏液涂層的防雨衰性能和工程化應(yīng)用

  面向上述國(guó)家重大需求，蘭州化物所張俊平研究員團(tuán)隊(duì)與山東鑫納超疏新材料有限公司密切合作，研發(fā)了一種兼具優(yōu)異耐壓性、機(jī)械穩(wěn)定性和耐候性的5G天線罩/雷達(dá)罩超疏液防雨衰涂層，能夠避免雨滴在5G天線罩/雷達(dá)罩表面粘附，有效解決了其“雨衰效應(yīng)”，實(shí)現(xiàn)了該涂層在全國(guó)多地5G天線罩/雷達(dá)罩上的實(shí)際應(yīng)用（圖1-2）。首先，歸功于涂層的三級(jí)微/微/納米結(jié)構(gòu)以及致密的納米結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)異的耐壓性。其次，涂層的近似各向同性結(jié)構(gòu)及粘結(jié)劑的粘結(jié)作用，使其具有優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性。此外，選用化學(xué)惰性的原材料制備涂層，使其具有優(yōu)異的耐候性。這項(xiàng)研究工作是超疏水涂層從材料設(shè)計(jì)到大規(guī)模生產(chǎn)再到實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)很好的例子。該工作以“Durable superhydrophobic coatings for prevention of rain attenuation of 5G/weather radomes”為題發(fā)表在《Nat. Commun.》上（Nat. Commun. 2023, 14, 2862）。文章第一作者為聯(lián)培博士生（蘭州理工大學(xué)）魏晉飛，張俊平研究員為通訊作者。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院蘭州化物所“十四五”規(guī)劃科技戰(zhàn)略重點(diǎn)項(xiàng)目、中科院蘭州化物所-山東鑫納超疏“納米自潔材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”等項(xiàng)目的支持。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38678-0