?? 在寒冷的地方,冰和霜可能不僅僅是一種煩惱 - 這些對于汽車和飛機(jī)來說可能是十分危險的。現(xiàn)在,伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校(UIC)的研究人員已開發(fā)出一種新的防冰材料,與現(xiàn)有技術(shù)相比,它可以顯著使表面更長時間持續(xù)無霜。
新材料由相變液體(PSL)制成,它還使用熱量來使表面保持無霜。奇怪的是,熱量來自水滴本身,PSL擅長“誘捕”。通常這些材料的熔點(diǎn)高于冰的熔點(diǎn),因此在冰變回水后它們在溫度下保持固態(tài)。
“在零度以下的溫度下,所有的PSL都會變得堅固,”該研究的第一作者Rukmava Chatterjee表示?!八?,在冬天的一天,你可以涂上一層你不希望用PSL材料結(jié)冰的表面,并且它會比大多數(shù)需要經(jīng)常重新涂抹的除冰液保存得更久?!?/span>
研究人員在他們之前的研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)冷凝后水滴在這些材料的表面上時,他們想要嘗試PSL。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),這是因為水將熱量釋放到材料中,導(dǎo)致它們變熱并融化,從而排斥水。
對于這項新研究,該團(tuán)隊將幾種不同類型的PSL冷卻至-15°C(5°F),使其變硬。然后,他們將它們置于高濕度條件下,觀察水在其表面上的凝結(jié)情況。果然,固體PSL融化并保持水滴不受影響。該團(tuán)隊實際上感到驚訝,其仍然可以在這么低的溫度下工作。
“事實證明,PSL非常擅長捕獲這種釋放的熱量,”該研究的通訊作者Sushant Anand表示?!斑@種質(zhì)量,再加上濃縮水滴在這些冷卻的PSL上變得極易移動的事實意味著霜的形成明顯延遲。是的,在某一點(diǎn)上,冰最終會形成,這是不可避免的,但是一些PSL我們測試的是水溶性的,這有助于它們的防凍特性,并且可以比甚至先進(jìn)的防冰涂層更長時間地延遲結(jié)冰?!?/span>
該團(tuán)隊表示,因為這種新材料可以在如此低的溫度下工作,因此它們可以使表面持續(xù)無冰,比現(xiàn)有的防冰涂層長300倍,即使作為薄膜使用也可以使用。PSL還有一些其他的好處 - 它們可以制成透明的、可以自我修復(fù)劃痕并防止液體中的污染物粘在它們上面。
該研究發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)雜志上。該團(tuán)隊在以下視頻中描述了這種材料。
全文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201807812
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