Los intercambiadores de calor de cobre (Cu) se utilizan a menudo como condensadores debido a su buen coeficiente de transferencia de calor y su excelente propiedad antibacteriana. Sin embargo, la hidrofilicidad del Cu facilita la formación de agua condensada a partir del aire húmedo, e incluso escarcha o congelamiento cuando estos intercambiadores funcionan en áreas frías. El agua o el hielo en el intercambiador de calor proporciona un entorno apto para la reproducción de bacterias y la contaminación del aire entrante [1], [2], [3]. Esto requiere importantes esfuerzos de investigación para mejorar los aspectos del rendimiento antihielo y antibacteriano de estos condensadores.

Los materiales superhidrofóbicos se refieren a materiales con un ángulo de contacto con el agua (WCA) superior a 150° y un ángulo de deslizamiento del agua (WSA) inferior a 10° [4]. Este tipo de material puede atrapar una capa de aire entre las gotas de agua y su superficie para expandir la barrera termodinámica de formación de hielo [5], [6], [7]. En consecuencia, las superficies superhidrofóbicas desempeñan un papel clave en la prevención de la formación de núcleos de hielo y en el retraso de la congelación de la gota, por lo que presenta un buen rendimiento antihielo/escarcha [8], [9], [10]. Hasta la fecha, muchas técnicas como la síntesis hidrotermal [11], [12], [13], la ablación con láser [14], [15], [16], [17], la deposición electroquímica [18], [19], [ 20], la oxidación anódica [21], [22], [23] y otros métodos se han utilizado para fabricar superficies superhidrofóbicas con cierto grado de retardo de formación de hielo [24]. En particular,

Aunque la superficie superhidrofóbica puede resistir la adhesión de la mayoría de las bacterias [27], los estudios han demostrado que es más probable que la superficie superhidrofóbica genere bacterias que la superficie lisa cuando la bacteria es demasiado pequeña o la hidrofobicidad de la superficie disminuye [28], [29] . Por lo tanto, se especula que la preparación de una superficie superhidrofóbica utilizando materiales antibacterianos puede mejorar significativamente el rendimiento antibacteriano de la superficie superhidrofóbica [30]. Los iones Cu no solo pueden interactuar con la pared celular para inhibir o destruir la estructura de la membrana de la célula [31], [32], sino que también pueden ingresar a la célula bacteriana para reducir la actividad de la proteína o la enzima y, por lo tanto, en última instancia, pueden desnaturalizar la proteína y destruir la molécula de ADN [33], [34]. En tono rimbombante, la superficie superhidrofóbica preparada con Cu o sus compuestos exhibe buenas propiedades antibacterianas. Por ejemplo, el cobre depositado en la superficie de la carilla [35] y el zirconio [36] exhiben propiedades superhidrofóbicas y una reducción significativa en la actividad de adhesión bacteriana in vitro.

Sin embargo, las nanopartículas de Cu (NP) son inestables al aire libre, por lo que rara vez se utilizan en aplicaciones prácticas. Como material semiconductor de tipo p sensible a la luz visible [37], el óxido de cobre puede producir radicales libres con capacidad de esterilización cuando se expone a la luz solar, por lo que en realidad muestra mejores propiedades antibacterianas que el Cu [38], [39], [40]. ], [41]. Por ejemplo, Subhadarshini et al. [42] utilizó el método de deposición electroquímica para preparar nanopétalos de Cu 2 O sobre una lámina de Cu, y esta superficie mostró una excelente propiedad superhidrofóbica y una mejor propiedad antibacteriana que la lámina de Cu sin procesar. Mahmoodi et al. [43] utilizaron un método de oxidación térmica para producir nanocables de CuO (NW) in situ en una lámina de Cu, que mostró una mejor actividad antibacteriana que la lámina de Cu no tratada.

La técnica de ablación con láser ofrece ventajas como alta eficiencia y baja contaminación, y es adecuada para la fabricación a gran escala. La ablación con láser puede producir una textura superficial en el sustrato de Cu y luego convertir la superficie en un estado superhidrofóbico mediante la modificación de la superficie [44], [45]. En este estudio, con el objetivo de mejorar el rendimiento antibacteriano y anticongelante del Cu, se utilizó un láser ultravioleta (UV) para construir una microestructura de superficie rugosa y, al mismo tiempo, depositar nanoóxidos de cobre en la superficie para preparar micro-Cu/nano-óxidos jerárquicos. estructura superficial. Se utilizó una modificación química para reducir la tensión superficial del sólido y preparar una superficie superhidrofóbica. Este estudio proporciona nuevos conocimientos sobre la ablación láser de metales para la aplicación antihielo y antibacteriana.