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新型防冰材料问世 冬季结冰不再可怕

冰雪灾害有时让人望冰兴叹,无可奈何。但美国休斯顿大学研究人员近日开发出一种防冰新材料,有望彻底解决飞机、缆线等表面的结冰问题。

科研人员发表在国际材料期刊《Materials Horizons》的论文称,他们提出了一种叫做应力局部化的新型物理理论,用来改变和预测新材料的性能。基于这些预测,他们创造了一种持久的硅聚合物涂层,能够在任何物体表面防止结冰。

雨雪灾害导致的供电线路结冰、断裂,引起大范围断电事件屡见不鲜。结冰的危害不止于此,2018年2月,俄罗斯一架安148客机因为空速管结冰导致飞行员获得错误航速信息坠毁,65名乘客和6名机组人员全部遇难。据悉,美国每年因结冰造成的损失高达几十亿美元。

论文主要作者之一哈迪·加瑟米表示,此前他曾开发了几种新型防冰材料,但与其他现有材料一样,无法完全克服冰黏附在表面的问题,以及机械结构和环境影响耐久性难题。应力局部化理论使新材料能够避免这种情况。根据该理论,这种材料与冰的接触面会产生裂纹,导致冰层脱落。造成裂缝所需的力量很小,例如飞机飞行时空气在飞机表面流动就能够起到触发作用。测试表明,这种材料可以喷涂在任何表面上,不会改变飞机的空气动力性能,而且结构稳定、耐用,不受紫外线光照影响,一次喷涂能够持续有效10年以上。

论文通讯作者比尔·库克表示,新的理论指出了一条从新材料研究中减少试验和失误的途径,这与材料科学朝着物理驱动的方向发展相契合。输入你想要的材料性能,新的理论会告诉你需要合成什么材料,这一概念也可以用来研发具有卓越抗菌性能或其他特性的新材料。

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