空调在制冷的过程中，空气中的水汽会在蒸发器的翅片上凝结导致结霜，结霜会增加换热器的传热热阻。研究表明，空调系统中霜层的积聚会使换热器的传热效率降低50%-75%。同时，霜层的持续增长还会减小蒸发器内空气流通面积，进一步导致热泵工作状况恶化，严重时会烧毁压缩机并影响设备安全运行。由此可见，蒸发器防结霜是行业内的一个刚性需求也是尚未解决的痛点。

水汽在蒸发器翅片上结霜经历（I）霜核期、（II）霜层生长期和（III）霜层形成期三个阶段。

目前超疏水防霜的技术难点尽管超疏水材料在防霜方面具有巨大的应用前景，但如下几个关键技术难点困扰了超疏水材料的进一步应用：

1.超疏水涂层的耐浸泡性能差：目前的超疏水涂层由于结构的原因，在水中浸泡一两天就会出现表面被水浸润，失去超疏水效果。

2.超疏水涂层的附着力有待提高：超疏水涂层的微纳米材料容易粉化脱落，更无法通过杯凸测试，这也限制了其在铝箔上应用。

3.无法满足辊涂生产工艺的快速固化需求：针对空调换热器的铝箔辊涂生产工艺，要求涂层固化时间＜30秒，目前没有任何超疏水涂层能达到这一要求。

佛山市南伽科技有限公司成立于2021年，是2021年佛山高新区高技术产业化创业团队项目公司，主要依托暨南大学的研发团队，从事新型功能涂层的开发，在国内率先实现空调防结霜涂层的滚涂生产。2024年获得国家高新技术企业认定。

公司研发团队从材料分子工程设计的角度出发，已经完全解决了上述卡脖子问题：

1.超疏水涂层的耐浸泡性：已经可以做到大于100天的浸泡测试，远优于目前几天的浸泡时间。

2.超疏水涂层具有超强的附着力，顺利通过百格测试和杯凸测试，其中杯凸测试的高度达到7-8mm时，涂层仍然具有很强的附着力。

3.固化时间大为缩短：我们可以在＜20秒的时间内实现涂层的固化，远满足30秒的要求，固化后的涂层可以顺利通过百格、杯凸和浸泡测试。

4.耐老化性能良好：我们研制的超疏水涂层可以顺利通过盐雾测试、紫外老化测试，展现的良好的耐老化性能。

超疏水是表面对液滴排斥特性的一种现象，是指液滴与超疏水表面发生接触时，不在表面发生浸润铺展，而是在液滴内聚作用力下维持圆滴状，并可快速滚落（液滴与表面的接触角＞150°），如荷叶表面就是最为典型的超疏水表面。

荷叶的超疏水现象及其微观的微纳结构。

模仿荷叶表面的微纳结构和低表面特性制备的材料称为超疏水材料，在防霜方面有独特的优势，其防霜原理为：

首先，超疏水表面具有粗糙的结构，可以将空气截留在表面纹理中，从而使表面的液滴处于非润湿的Cassie-Baxter 状态，液滴与超疏水表面之间的相互作用被最小化，并且当表面稍微倾斜时水滴极易从表面滑落，有效抑制了（I）霜核期。

用电子显微镜拍摄的超疏水粗糙表面截留空气层的结构（左图）及在-20℃下观测的水滴快速滚落的现象。

其次，超疏水表面结构中存在的大量的空气具有良好的隔热效果，从热力学的角度抑制了液滴的凝结，从而延缓了液滴达到成核温度的时间。

最后，超疏水表面还可以减小冰层的附着力。这意味着在融霜过程中，冰层更容易脱落。