Bet365 - Online Sports Betting科学家揭开猪笼草“油嘴滑虫”机制开辟超滑防冰表面

2024-09-29 22:00:01

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　　受到猪笼草的启发，研究人员开始尝试人工建造SLIPS表面，并且很快发现，这种具有非凡本领的表面可以由超疏水表面经过简单的“升级”而来。布满微观结构的超疏水表面虽然滴水不沾，却和一些含氟的液态有机物“志趣相投”，可以被后者浸润。因此，如果把这些液体涂到超疏水表面，它们就可以长久地呆在那里，不会流走。如果我们把水滴到这样的表面上，由于水既不能浸润超疏水表面，也无法与这些含氟的液体互溶，因此只能停留在表面上，而表面由于含氟液体层的存在非常光滑，因此只要我们稍稍倾斜，水滴就会滑落而下。显然，在低温天气下，这样的表面应该有效阻止冰层的形成，而实验也证实了这一点。例如在2012年的一项研究中，在低温下，随着时间的推移，当传统的超疏水表面也坚持不住开始出现结冰时，SLIPS表面的大部分区域仍然保持初始状态，彰显了这一类表面的威力。

　　用水来对抗结冰，这听起来像是天方夜谭，但实际上正是研究人员的高明之处。他们在常规的固体表面涂上一层具有吸湿性的高分子材料。由于这一层高分子材料的存在，空气中的水汽很容易凝结到固体表面，形成一层薄薄的水膜。就像盐水比纯水需要更低的温度才能结冰一样，溶解了高分子材料的水膜，其凝固点也显著降低，可以在-25 oC的低温下仍然保持液态。当这样的固体表面结冰时，冰层和固体之间实际上夹了一层水膜。由于水膜的润滑作用，冰层和固体之间的黏附作用相当微弱，我们只需要很小一点力就可以将冰层清除。当然，如果气温低于-25 oC，原本起润滑作用的水膜也结了冰，这样的表面自然起不到防冰的效果，但通过调整高分子材料的化学结构，理论上我们可以将水膜的凝固点进一步降低，从而让表面的防冰能力在更低的温度下也完好如初。

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