研究人员利用分子混沌技术创造出更加有效的疏冰涂层

2024年02月29日 01:19 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

虽然防冰涂层并不新鲜,但一直存在问题。最主要的是,它们经常会从用于防止结冰的表面上脱落。奥地利格拉茨理工大学(TU Graz)的一个研究小组开发出了一种新型喷涂涂层,今后刮除车窗上的冰可能会变得容易得多,原理是在高科技制造过程中,分子排列(或不排列)的方式。

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研究报告的共同作者加布里埃尔-埃尔南德斯-罗德里格斯展示了厚度仅为 300-500 纳米的防冰涂层

研究人员着手改进疏冰涂层工艺。他们使用了一种称为化学气相沉积(iCVD)的制造技术。它的工作原理是将两种物质作为气体施加到需要涂层的表面上。多年来,从将二氧化碳转化为石墨烯到制造更好的锂离子电池,该工艺已被广泛应用。

在这种情况下,一种高粘合力的底漆与一种疏冰聚合物结合在一起。当气体铺设到表面时,它主要由底漆组成,这使得它能够与表面形成超强的粘合力。随着喷涂过程的继续,研究人员将抗冰材料的用量从零增加到 100%,这样就形成了一种双层涂层,其下层具有很强的粘合力,而外层则能阻止冰晶的形成。

研究人员说,产生这种破冰效果的机制以前从未见过。他们发现,涂层中的分子以随机的水平和垂直模式排列,阻碍了冰的形成。

该研究的合著者、格拉茨理工大学固体物理研究所的加布里埃尔-埃尔南德斯-罗德里格斯解释说:"疏冰材料由拉长的分子组成,这些分子以垂直或水平的方向附着在底漆上。我们涂抹的材料越厚,垂直和水平分子之间的交替就越随机。表面的排列越随机,驱冰效果就越大"。

研究小组能够证明,其涂层不仅能够减少冰的附着力,还能降低水接触涂层时的冰点。

寒冷气候下的车主可以梦想着用这种喷雾给车窗涂上一层霜,让冰天雪地的早晨变得轻松一些,而研究人员对这种喷雾还有其他想法,比如加快飞机除冰的速度,让精密的传感设备免受霜冻的影响。

这项研究发表在《ACS 应用材料与界面》杂志上 。

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