最新一期《科学发展》杂志上宣布的论文称,美国西北大学工程师开发了一种新策略,对任何外表的纹路做调整,并增加一层薄薄的氧化石墨烯,就可保证外表在一周乃至更长期内完全不结霜。这种外表还具有抗裂、抗刮擦和抗污染的长处,具有可扩展性、耐用性,并可经过3D打印轻松制作。
研讨人员表明,他们规划的创意来源于树叶的波纹几许形状。在树叶的凸起区域,结霜更多,而在洼陷区域(叶脉),结霜要少得多。早在2020年,他们就发现,是几许形状,而非资料,导致了这一现象。经过试验和核算模仿,他们进一步发现,在波浪形外表的波峰处,凝聚效果得到增强,而在波谷处则遭到按捺,波谷中少数凝聚的水随后蒸腾,然后构成无霜区域。
此前,研讨人员开发了一种外表,其特征是毫米级的波峰和波谷,且波峰和波谷之间的视点较小。最新研讨中,他们在平整的波谷上涂了一层仅600微米厚的氧化石墨烯薄膜,结霜减少了100%。新外表由细小的凸起组成,波峰之间的间隔为5毫米。
氧化石墨烯能够吸附水蒸气,并将水分子约束在其结构内。因而,氧化石墨烯层就像一个容器,能够有用的防备水蒸气结冰。当氧化石墨烯与微观纹路外表结合时,就能在高过饱满状态下长期反抗结霜。这种混合外表成为一个安稳、耐久、无霜的区域。
与其他先进的防霜外表比较,新方法明显更胜一筹。超疏水(防水)和注有润滑剂的外表可在5小时内阻挠5%—36%的霜冻构成,而新外表可在长达160小时内阻挠100%的霜冻构成。 (记者张佳欣)
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