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  5G技術是我國重大戰略布局。《中國制造2025》等文件提出，要加快建設新一代信息基礎設施，全面突破第五代移動通信技術。5G技術將給人類帶來巨大發展，但每個5G技術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，用來保護天線系統免受外界復雜環境干擾，提高天線精度和使用壽命。但是，雨水會在5G天線罩表面形成水滴或水膜。由于介電常數很高（~80，25℃），水會吸收、反射大量電磁波，導致5G信號嚴重衰減，即“雨衰效應”。

  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”的關鍵。仿生超疏液涂層（超疏水、超雙疏涂層）具有液滴接觸角高（>150°）、滾動角低（<10°）等特點，液滴易從表面滾落，在自清潔表面、抗液體粘附、防液體鋪展等領域具有廣闊應用前景，非常有望用于5G天線罩表面，解決其“雨衰效應”。然而，采用超疏液涂層解決5G天線罩“雨衰效應”尚需突破涂層兼具優異的耐壓性、機械穩定性及耐候性的技術瓶頸。

圖1. 兼具優異耐壓性、機械穩定性和耐候性的超疏液涂層的設計思路

圖2. 超疏液涂層的防雨衰性能和工程化應用

  面向上述國家重大需求，蘭州化物所張俊平研究員團隊與山東鑫納超疏新材料有限公司密切合作，研發了一種兼具優異耐壓性、機械穩定性和耐候性的5G天線罩/雷達罩超疏液防雨衰涂層，能夠避免雨滴在5G天線罩/雷達罩表面粘附，有效解決了其“雨衰效應”，實現了該涂層在全國多地5G天線罩/雷達罩上的實際應用（圖1-2）。首先，歸功于涂層的三級微/微/納米結構以及致密的納米結構，使其具有優異的耐壓性。其次，涂層的近似各向同性結構及粘結劑的粘結作用，使其具有優異的機械穩定性。此外，選用化學惰性的原材料制備涂層，使其具有優異的耐候性。這項研究工作是超疏水涂層從材料設計到大規模生產再到實際應用的一個很好的例子。該工作以“Durable superhydrophobic coatings for prevention of rain attenuation of 5G/weather radomes”為題發表在《Nat. Commun.》上（Nat. Commun. 2023, 14, 2862）。文章第一作者為聯培博士生（蘭州理工大學）魏晉飛，張俊平研究員為通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金、中科院蘭州化物所“十四五”規劃科技戰略重點項目、中科院蘭州化物所-山東鑫納超疏“納米自潔材料聯合實驗室”等項目的支持。

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