据汽车新闻网站Autoblog报道,最近密歇根大学的研究人员研发出了一种喷雾除冰涂层,因其良好的除雾除冰特性,可用于飞机、汽车上从而大大保证运营安全。
在冬季上班之前,必须要将挡风玻璃上的冰凌出去。在寒冷天气之下,这种除冰工作实则令人厌烦却又不得不做。对于飞机以及其它设备,结冰不仅仅是个糟糕的事情,还可能意味着危险。不过,随着密歇根大学研发出这中喷雾除冰涂层,这种问题可在很大程度上解决,一阵微风即可将冰凌刮走。
据密歇根大学研究人员介绍,这种涂层持久耐用而且价格低廉,在重力或者微风情况下可轻易除冰,效果良好。这种新防护剂是由合成橡胶(synthetic rubbers)制成的,以喷雾形式使用,喷出来的涂层轻薄、透明、稍有弹性,因此在重力以及微风的情况下可轻易将附着在各种表面上的冰凌除去。这项新发型或将受益多个行业,比如能源、交通运输、船运等行业。
该除冰剂与现行方法有什么异同么?与其它方式相比,新物质对物体表层情况要求低,而传统方式中,表层必须要非常防水或者非常光滑。该项发现的第一作者凯文-戈洛文(Kevin Golovin)说:“这些年来,研究人员一直通过化学物质来降低冰层的粘结力,制造越来越防水的表层。但是,我们发现了一个新转机,使用物理学,改变冰层从表层脱落的力学原理。”
一开始,研究团队也使用了防水表层,结果他们发现橡胶涂层除冰效果最好,最终他们发现物质的防水效果好不好跟除冰没有多大关系。相反,最重要的是一种叫做“界面空化”(interfacial cavitation)的现象。
橡胶附着在一个坚硬物体的表层上比两个坚硬表层互相附着有非常大的区别,就是由于“界面空化”现象导致的。在这种情况下,即便一个非常小的力量都可以导致橡胶的变形,从而将附着在橡胶表面的固体——如冰凌,弄碎。
项目团队负责人阿尼什-图特嘉(Anish Tuteja)说:“还没有人研究过橡胶可以降低冰层附着性这个想法。冰是固态的水,因此一些人会认为,除冰表层也必须得防水,这种想法非常局限。”
采用这种新方法,研究团队制造了新的除冰剂,耐用性较原先的除冰涂层大大提高,而且新物质经受住了大量的实验室测试,比如盐腐蚀、高温以及冻融循环等多方面的测试。
此外,通过改变新物质的光滑度以及韧性等,研究人员还可以调整除冰剂涂层的除冰程度以及耐用性能等,从而大大扩大了新物质的应用范围。
戈洛文说:“以飞机为例,它需要非常强的耐用性,除冰效果可能不需要太强,因为高空风速以及震动就可以除冰。而另外一种涂层,可能不需要太强的耐用性,但它需要在重力以及轻微震动的作用下就可以除冰。我们发明的新涂层可以针对任何条件作出不同的除冰性能调整。”
这项研究成果已被发表在3月11日的《科学进展》(Science Advances)杂志上了。