在数据中心的液冷系统里，大家最熟悉的可能是冷板、换热器、泵、管路和冷却液这些“硬件主角”。但你是否想过，在这些部件中，看似不起眼的表面处理，其实也正悄悄发挥着重要作用？

为突破液冷系统散热效率瓶颈，一种有效策略是对冷板、均温板及散热器与冷却液的接触界面进行优化。超亲水涂层，凭借其极端润湿特性，正成为实现这一目标的关键技术手段之一。顾名思义，它能让水在金属表面“铺开来”而非 “滚下去”——水滴接触角小于10°，特定处理后甚至低于5°。这意味着更大的接触面积与更高的换热效率。它不像传统防腐涂层那般厚重，也不直接参与换热过程，却凭借极低的水滴接触角、优良的亲水性和耐腐蚀能力，为液冷部件的散热性能与长期稳定性 “添砖加瓦”。

什么是 “超亲水”？

“疏水”和“亲水”是描述材料表面对水的润湿性的两个重要概念。简单来说：

●亲水（Hydrophilic） 表示材料表面对水具有强烈的吸引力，水滴接触材料表面后会迅速铺展开来，形成较小的接触角，表现为水容易“润湿”表面。亲水表面有利于形成连续的水膜，有助于提高热交换效率和自清洁能力。

●疏水（Hydrophobic） 则表示材料表面对水具有排斥作用，水滴在表面会聚成球状，接触角较大，水不容易扩散开。疏水表面常用于防水、防污，但在热管理中可能降低液体与表面的接触效率。

这两个性质反映了材料表面的化学结构和微观形貌，对实际应用中的散热、防腐和清洁性能具有重要影响。

△ 不同润湿性表面对比（来源：网络公开图片）

所谓“超亲水”，是指材料表面能与水形成极强的亲和作用，使得水滴铺展角（接触角）低于10°，甚至更小。水不会在表面形成水珠，而是迅速铺展开形成水膜。

这样的效果，在实际应用中带来诸多直接好处：

●增大水与金属的接触面积：在冷却液流动或冷凝场景下，强化热交换界面的热传导效率；

●形成连续水膜：对换热表面有辅助导热作用，降低热点形成几率；

●具备“自清洁”能力：水在表面流动时能“卷走”灰尘、颗粒等污物；

●形成隐形保护膜：透明且不影响光泽，但能显著提高抗指纹、抗氧化、耐盐雾等性能。

超亲水与散热的关系

想象把水倒在荷叶上（疏水）和擦干净的玻璃上（亲水），哪一个更容易铺展开并带走热？显然是后者。液冷系统的核心目标是高效将设备产生的热量快速带走，而冷板与冷却液的接触性能，是影响换热效率的关键因素之一。

亲水与疏水：热传导的“门面担当”

亲水表面形成的连续薄水膜能够大幅增加冷板与液体之间的接触面积，降低界面热阻，促进热量更高效地传递到冷却液中。

疏水表面则相反，水滴在表面呈球形，实际与冷板的接触面积较小，热交换受阻，导致局部温度升高，降低整体散热效果。

△ 亲水和疏水表面换热效率对比

在微观尺度上，亲水表面多由极性基团或粗糙结构构成，能够增强水分子与材料表面的结合力，促使液体铺展。而疏水表面通常含有非极性或低表面能材料，阻碍水分子扩散。这种区别在液冷系统中体现为冷却液能否均匀分布在冷板内表面、是否形成高效换热界面。

但这层“亲水膜”的优势远不止于散热提升：

●自清洁：水膜能轻松“卷走”灰尘污渍，减少设备维护频率

●耐腐蚀、长盐雾：为铜、铝等金属件提供额外防护

●抗指纹、易胶粘：便于后续贴合封装、避免表面污染

●高温稳定：在720°C气氛下处理后仍保持优良亲水性

小材料，大未来？

虽然这类亲水膜并不直接决定整个系统的换热极限，但从材料工程角度看，它为液冷技术打开了一扇新的“微观之门”：

●未来是否可以进一步集成到微通道或热交换表面？

●是否能与纳米材料、导热填料协同优化局部散热？

●在数据中心之外，例如储能、电动汽车液冷系统中，是否也能一试？

随着液冷技术不断向更高功率密度、更低能耗、更高可靠性发展，这类轻量化、功能复合的表面涂层，或许将成为提升“系统热管理品质”的小技巧之一。

已有部分企业在液冷散热器、冷板等器件中尝试应用这类技术，其兼容性与可靠性也初步显现出一定优势。对追求更高散热效率、更长设备寿命的数据中心而言，它或许是下一个值得关注的“小材料·大改进”。

武汉先进院亲水相关技术储备

武汉先进院依托材料人工智能和涂层技术领域强大的研发团队和丰富的产业化经验，基于自研材料大模型开发了涂层中试智能体和工作流，形成了系列成套涂层技术体系。创新性地开发了光固化超亲水涂层技术，并成功实现外墙防雾薄膜、防雾涂料等的技术开发，产品性能达到行业领先水平，可广泛应用在医疗器械、航海航天、汽车工业、光学等领域。

研发团队自研超亲水合成树脂，开发无溶剂涂料体系，实现挥发性有机化合物（VOC）的零排放，适配先进涂装设备，能耗降低达80%，加速推动产业链升级。目前，该技术已与世界五百强企业达成项目合作，实现超亲水功能薄膜用于酒店玻璃外墙防雾的实际应用，具体产品指标及性能演示如下：

△ 武汉先进院超亲水功能薄膜产品介绍

△ 武汉先进院超亲水功能薄膜性能演示

武汉先进院面向减阻、导流、润滑、去污、防雾等特种功能进行技术布局，基于下一代UV光固化技术，开发了一系列兼具传统防护、装饰的纳米功能涂料，包括高透光学涂料、防雾树脂涂料、超双疏涂料、防腐蚀涂料和光伏自清洁涂料等，可为光学、工业、汽车、电力系统、光伏新能源等不同领域客户提供表面处理及涂层技术解决方案。

文章来源：洞见热管理公众号

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