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2019-03-20
在寒冷的地方，冰和霜可能不仅仅是一种烦恼 - 这些对于汽车和飞机来说可能是十分危险的。现在，伊利诺伊大学芝加哥分校（UIC）的研究人员已开发出一种新的防冰材料，与现有技术相比，它可以显著使表面更长时间持续无霜。
新材料由相变液体（PSL）制成，它还使用热量来使表面保持无霜。奇怪的是，热量来自水滴本身，PSL擅长“诱捕”。通常这些材料的熔点高于冰的熔点，因此在冰变回水后它们在温度下保持固态。
“在零度以下的温度下，所有的PSL都会变得坚固，”该研究的第一作者Rukmava Chatterjee表示。“所以，在冬天的一天，你可以涂上一层你不希望用PSL材料结冰的表面，并且它会比大多数需要经常重新涂抹的除冰液保存得更久。”
研究人员在他们之前的研究中发现，当冷凝后水滴在这些材料的表面上时，他们想要尝试PSL。经调查发现，这是因为水将热量释放到材料中，导致它们变热并融化，从而排斥水。
对于这项新研究，该团队将几种不同类型的PSL冷却至-15°C（5°F），使其变硬。然后，他们将它们置于高湿度条件下，观察水在其表面上的凝结情况。果然，固体PSL融化并保持水滴不受影响。该团队实际上感到惊讶，其仍然可以在这么低的温度下工作。
“事实证明，PSL非常擅长捕获这种释放的热量，”该研究的通讯作者Sushant Anand表示。“这种质量，再加上浓缩水滴在这些冷却的PSL上变得极易移动的事实意味着霜的形成明显延迟。是的，在某一点上，冰最终会形成，这是不可避免的，但是一些PSL我们测试的是水溶性的，这有助于它们的防冻特性，并且可以比甚至先进的防冰涂层更长时间地延迟结冰。”
该团队表示，因为这种新材料可以在如此低的温度下工作，因此它们可以使表面持续无冰，比现有的防冰涂层长300倍，即使作为薄膜使用也可以使用。PSL还有一些其他的好处 - 它们可以制成透明的、可以自我修复划痕并防止液体中的污染物粘在它们上面。
该研究发表在《先进材料》(Advanced Materials)杂志上。该团队在以下视频中描述了这种材料。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201807812
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