第十三届金漆奖

伊利诺伊大学芝加哥分校科学家开发出对环境安全的抗冻涂层

机场很繁忙,尤其是在冬天。当乘客等待登机时,飞机需要添加很多的除冰液来帮助他们抵御寒冷的冬天,延误会变得更长。但飞机一起飞,大部分液体就从飞机表面消失,最终污染了淡水溪流和湖泊。

为了为这些要求苛刻的行业和消费者提供更高效的产品,伊利诺伊大学芝加哥分校(University of Illinois at Chicago,简称UIC)机械工程助理教授 Sushant Anand 和UIC博士Rukmava Chatterjee 开发了一种比传统除冰器更持久的替代品。他们说,这也可能使其他行业受益。

“我们质疑低温保护剂的寿命,并寻找提高其有效性的新方法,”Sushant Anand说。“乙二醇在水中溶解得非常快,并在飞机起飞前被冲走,这是一个耗资数亿美元的严重问题——其中大部分最终都进入了下水道。我们想,为什么不自己改进这些化学物质,并制造出可以持续更长时间同时对生物更友好的替代品。这就是我们最终要做的。”

为了实现他们的目标,研究人员开发了一个包含80多种防冻涂层的广泛系列,可分为聚合物溶液、乳液、乳霜和凝胶。该配方可轻松应用于铝、钢、铜、玻璃、塑料或任何工业表面,无需预处理或昂贵的表面处理。

Chatterjee 说:“我们的涂层是一种一体式包装,可以延长霜冻的形成时间,同时使其表面形成的任何冰在微风或简单的基底倾斜时很容易脱落。”

他们的工作在一篇题为“一系列防冻和疏冰涂层”的Advanced Materials文章中进行了报道。

该涂料是一系列基于相变材料的配方和多功能涂料,可定制从冰到细菌等功能表面上的固体污染物附着力,而不考虑其固有的材料结构和化学性质。这是通过调节化学物质如何从材料系统中滤出,以及通过创造一个润滑表面层来设计的,该表面层在性质上既光滑又不冻结。

防冻凝胶也是透明的,这对于交通信号灯、协助飞行员着陆的跑道灯、汽车挡风玻璃或建筑窗户等应用至关重要。

Chatterjee 说:“想象一下,用我们的凝胶涂抹您的智能手表,可以抑制寒冷负片中的积冰,同时防止任何细菌污染。”

“由于我们的防冰喷雾剂具有生物友好性和抗菌性,我们甚至认为有可能在农业中使用它们来防止农作物被严重霜冻破坏,”Anand说。“但这是一个白日梦,我们需要做更多的研究,看看是否会对植物产生任何长期的不利影响。”

UIC的技术管理办公室已提交了题为“抑制表面结冰的组合物和方法”的全球专利申请。

“这些材料在许多应用中具有巨大潜力,我认为我们材料的商业版本问世的日子越来越近了,”Anand说。

文章来源:欧洲涂料         责任编辑:陆虎

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