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美科研人员在防冰材料方面取得新进展,效果可持续十年?

2020年01月02日
天气寒冷时,冰块可以在任何材料表面形成并顽强地依附。每年的结冰事件都会给人类带来巨大的损失,比如航空旅行的延误、发电和输电等基础设施的损坏等。因此,寻找有效、耐用和环境稳定的除冰材料一直是个难题。
图/新华网
来自休斯敦大学的研究人员报告了一种新的物理学理论——应力局域化——他们用它来调整和预测新材料的性质。基于这些预测,研究人员在期刊《材料地平线》中报告说,他们已经创造了一种耐用的有机硅聚合物涂层,能够从任何表面排斥冰。
休斯敦大学机械工程助理教授哈迪·加瑟米(Hadi Ghasemi)写道:“我们开发了一种新的物理概念和相应的防冰材料,它具有极低的冰黏附性,同时具有长期的机械、化学和环境耐久性。”使用这种新理论,只需输入我们想要的材料属性,物理原理就能告诉我们需要合成哪些材料。这个概念也可用于预测具有极好抗菌性或其他所需特性的材料。
这种新材料利用了自身的塑性能量,当冰与材料接触时,它会触发结冰界面处微小的冰裂缝。这时只需要很小的力就会使裂缝扩大,例如,飞机表面的空气流动就能触发冰层的脱落。新材料可用作喷雾剂,用于任何材料表面。
位于材料结冰表面的裂缝使得微风可以吹落冰块
测试表明它不仅机械耐用且不受紫外线的影响——这一点对于面对日照的飞机而言是很重要的——但它不会改变飞机的空气动力学性能。测试表明其效果可以持续10年以上,期间无需再次喷雾覆盖。
来源:知识就是力量公众号