5G技術是我國重大戰(zhàn)略布局。目前，中國已建成全球最大5G網絡，需大量5G基站支撐。5G天線罩是5G基站的重要組成部分（圖1a），用來保護天線系統免受外界復雜環(huán)境干擾，提高天線精度和使用壽命。5G信號目前采用<6 GHz頻段，未來將使用30-300 GHz毫米波（圖1b）。因此，5G信號易受外部干擾，尤其是“雨衰效應”。降雨時，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。

圖1. (a) 5G基站和 (b) 5G毫米波頻段

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”尚需突破降雨易導致超疏液性能下降、超疏液涂層耐候性不足的技術瓶頸。

中國科學院蘭州化學物理研究所環(huán)境材料與生態(tài)化學研發(fā)中心硅基功能材料組長期從事超疏液涂層研究，致力于突破超疏液涂層的關鍵共性技術瓶頸，解決實際應用中的科學問題，推進超疏液涂層工程化應用，包括5G天線罩/雷達罩防雨衰、高壓輸電線路防結冰、抗?；后w粘附、電子產品防水防油膜及家電自清潔涂層等領域。目前，該團隊已發(fā)表相關論文100余篇（其中封面文章14篇），獲系列授權國家發(fā)明專利。

圖2. 兼具優(yōu)異耐壓性、機械穩(wěn)定性和耐候性的超疏液涂層的設計思路

近日，該課題組與山東鑫納超疏新材料有限公司合作，研發(fā)了兼具優(yōu)異耐壓性、機械穩(wěn)定性和耐候性的5G天線罩/雷達罩超疏液防雨衰涂層，能避免雨滴在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。在研發(fā)、產業(yè)化和規(guī)模化應用的基礎上，獲多項國家發(fā)明專利授權，雙方近3年相關成果發(fā)表在Nature Communication上（圖2-3）。經過3年，系列產品已經過多輪迭代，涂層性能已取得大幅提升，預期將在更多領域獲實際應用。

圖3. 超疏液涂層的防雨衰性能和工程化應用

蘭州理工大學聯培博士生魏晉飛為該論文第一作者，蘭州化物所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、蘭州化物所“十四五”規(guī)劃、蘭州化物所和山東鑫納超疏共建的納米自潔材料聯合實驗室等的支持。