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SLIPS防止冰粘附在金属表面上

<p>来自哈佛大学的材料科学工程师团队开发了SLIPS(Slippery Liquid Infused Porous Surfaces)技术,该技术可以防止冰盖在金属表面上形成,并且如果他们开发马萨诸塞州剑桥就可以毫不费力地滑落 - 哈佛大学的一组研究人员已经发明了一种保持任何金属表面无冰和霜的方法经过处理的表面很快就能通过重力迅速脱落微小的初始冷凝液滴或霜冻</p><p>该技术可以防止冰盖在表面上形成 - 任何形成的冰块都可以毫不费力地滑落</p><p>发现于6月10日在线发表在ACS Nano上作为公认的手稿,对各种金属表面有直接影响,例如用于制冷系统,风力涡轮机,飞机,船舶和建筑行业的金属表面</p><p>由Joanna Aizenberg领导,Amy Smith Berylson哈佛大学工程与应用学院材料科学教授科学家(SEAS)和哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的核心教员,此前曾介绍过这样一种观点,即可以创造一个完全防止冰的表面,具有防水涂层,灵感来自防水荷叶这种技术在高湿度下会失效,因为表面纹理会被冷凝和霜冻覆盖“缺乏任何实用的方法来消除导致液体凝结,钉扎,冷冻和强粘附的内在缺陷和不均匀性,这引发了一个问题</p><p>无论是否有任何固体表面(无论其地形或处理方式)都可以真正防冰,特别是在高湿度,霜冻形成条件下,“Aizenberg说,为了解决这个问题,研究人员最近发明了一种完全不同的技术,适合对于高湿度和极压,称为SLIPS(Slippery Liquid Infused Porous Surfaces)SLIPS暴露无缺陷,分子平坦的液体界面,由隐藏的纳米结构固体固定在这些超光滑的光滑表面上,流体和固体 - 包括水滴,冷凝,霜冻,甚至固体冰 - 都可以轻松滑落挑战是将这项技术应用于金属表面,尤其是这些材料在我们的现代世界中无处不在,从飞机机翼到栏杆Aizenberg和她的团队开发出一种用粗糙材料涂覆金属的方法,润滑剂可以粘附在涂层上</p><p>涂层可以精细雕刻锁定润滑剂,可以大规模应用在任意形状的金属表面上此外,涂层是无毒和抗腐蚀的图1:从模拟冰冻形成的电影中提取的静止图像(-10) °C)在高湿度条件下(60%RH)和随后的加热除冰为了证明该技术的稳健性,研究人员成功将其应用于冰箱在长时间,深度冷冻条件下对鳍进行测试与现有的“无霜”冷却系统相比,他们的创新完全可以更有效地长时间防止霜冻“与在高湿度下失败的荷叶式冰雹表面不同条件,基于SLIPS的冰毒材料,正如我们的结果所示,可以完全防止在低于0°C的温度下形成冰,同时在深度冷冻,结霜条件下显着减少积冰和粘附,“Aizenberg说,除了允许有效去除冰,该技术降低了几个数量级的能源成本因此,对于光滑金属表面的易于扩展的方法在制冷和航空工业以及其他具有防冰表面的高湿度环境中的广泛应用方面具有很大的前景</p><p>图2:用纳米结构直接涂覆铝表面的可扩展方法后来转化为光滑的液体注入多孔表面(SLIPS)的SLIPS被证明SLIPS可以有效地延迟冰积聚并且即使在高湿度条件下也能够去除冰</p><p>例如,一旦他们的技术应用于表面,屋顶上的冰,电线,户外标志和风力涡轮机只需通过倾斜,轻微搅动,甚至风和振动即可轻松拆除 “这种对冰毒材料的新方法是一个真正具有破坏性的想法,提供了一种方法,可以对与冰相关的能源和安全成本产生变革性影响,我们正积极与制冷和航空业合作将其推向市场,”Aizenberg说</p><p> Aizenberg还是化学和化学生物学系的化学和化学生物学教授,以及Radcliffe高级研究所的Susan S和Kenneth L Wallach教授,以及Harvard Her的Kavli Bionano科学和技术研究所所长</p><p>作者包括Wyss Institute和SEAS的技术开发研究员Philseok Kim; Wyss Institute和SEAS的Tak-Sing Wong; Wyss学院的Jack Alvarenga; Wyss研究所的Michael J Kreder;和波多黎各大学的Wilmer E Adorno-Martinez作者获得了哈佛大学材料研究科学与工程中心(MRSEC)的支持,获得NSF奖项#DMR-1005022这部分工作在纳米系统中心(CNS)进行在美国国家科学基金会奖项下获得哈佛大学的支持#ECS-0335765此外,该团队还承认了Croucher基金会博士后奖学金; REU BRIDGE,由美国国防部的ASSURE计划与美国国家科学基金会资助的NSF REU网站项目合作资助#DMR-1005022资料来源:哈佛工程学院图片:

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