混合型防霜表面材料可在數天內阻止機翼和電線上的冰霜積聚

關于混合型防霜表面材料可在數天內阻止機翼和電線上的冰霜積聚的核心內容如下：

研究成果

• 研發機構：美國西北大學
  
• 成果：一種混合型防霜表面材料，能持續數天阻止霜在飛機機翼、電線等表面的積聚。
  

技術細節

• 宏紋理表面：通過幾何形狀變化消除霜積聚。
  
• 氧化石墨烯：結合二維材料氧化石墨烯，利用其吸附水蒸氣的特性，阻止水蒸氣結冰。
  
• 效能：在高過飽和度環境下長時間抵抗霜的形成，效能遠超當前最先進的防霜涂層達1000倍。
  
• 耐用性：具備抗裂與抗劃痕能力，遭受刮擦或破裂后仍能維持性能表現。
  

靈感來源

• 樹葉觀察：樹葉凹陷的葉脈上不易結霜，凸面區域霜凍較多。
  
• 初始研究：2020年研發出新型表面的初始版本，通過構建毫米級結構模擬樹葉幾何特征，實現80%的霜凍減少效果。
  

應用前景

• 飛機機翼：防止霜凍積聚，關乎飛行安全。
  
• 電線：減少霜凍、結冰對電力供應的影響，如2021年德克薩斯州電力危機。
  
• 其他應用：汽車擋風玻璃、冷凍柜等，具有各自的特殊挑戰與需求。
  

制造與應用

• 成本與制造：成本低廉，可利用傳統3D打印機進行生產。
  
• 可擴展性：具備良好的可擴展性，易于制造與應用。
  

優勢與影響

• 安全性：提高安全性，減少因霜凍積聚導致的機械故障。
  
• 能耗：降低能耗，減少維護時間和成本。
  
• 使用壽命：延長材料使用壽命，增強可持續性。
  

研究資助與發表

• 資助：得到美國國家科學基金會的部分資助。
  
• 發表：研究成果已在《科學進展》期刊上發表。
  

混合型防霜表面材料可在數天內阻止機翼和電線上的冰霜積聚.pdf