首先采用水凝胶涂层以3种不同方式防止结冰

 
该涂层对于防止室外管道，飞机机翼部件和其他设备在低温下结冰可能是一种廉价的解决方案。信用：iStock.com/fottograff加州大学洛杉矶分校萨穆里理工学院的材料科学家及其在中国的同事开发了一种防止冰形成的涂层。它的工作方式受到自然机制的启发，该机制可防止南极洲附近生活的几种鱼类的血液冻结。
他们的研究发表在《物质》杂志上，该研究表明，这种新涂层可能是一种廉价而通用的解决方案，可防止飞机机翼，室外管道和其他设备上的关键部件在低温下结冰。它是通过作用于冰形成的三个不同方面来防止冰形成的第一种材料。
加州大学洛杉矶分校材料科学与工程学助理教授何锡民说：“冰的形成是从成核开始的，即先形成一个小的冰晶，然后长大，然后再粘附在表面上。” “虽然有防冰解决方案，但它们只能解决这一复杂过程的这三个方面中的一个，或者只能在某些类型的表面上使用。这种新型涂层是一种一体化解决方案，防止在不同条件下从塑料到金属再到陶瓷的许多不同表面上结冰。”
他说这种材料也很容易制造并且非常耐用。
该凝胶主要由水制成，但其主要成分是聚二甲基硅氧烷，这是一种无毒的有机硅基聚合物，可用于隐形眼镜，化妆品，润滑剂和其他需要打滑的应用中。
当喷涂到表面上时，它会形成一层薄而透明的涂层，以三种​​不同的方式帮助防止冻结：降低表面上水的冻结温度，延迟冰晶的生长以及使表面难以粘附冰。
研究人员在包括塑料，玻璃，陶瓷和金属在内的多种材料上测试了该涂层。它通过防止冰形成直到温度达到零摄氏度以下31度(或零华氏温度以下23.8度)来创造记录。先前的记录是在零摄氏度以下28度(华氏零温度以下18.4度)于2016年建立的，当时在硅和玻璃上使用了不同的涂层。 (进行这项研究的研究小组由中国科学院北京的王建军领导，他也是最新研究的合著者。)

 
示意图显示了加州大学洛杉矶分校和中国的研究人员发明的一种新化合物防止结冰的三种方式。图片来源：Ximin He Lab / UCLA水通常冻结在零摄氏度(32华氏度)左右，尽管精确的凝固点取决于环境条件。
该水凝胶还创下了在低于零摄氏25度(低于华氏零度13度)的温度下冰延迟结冰的时间量的记录。在这项研究中，在该温度下，冰，塑料，玻璃，陶瓷和金属等材料在冰上形成所需的时间超过65分钟，比2016年的研究中创下的纪录还要长40分钟以上。 。
即使在物体表面上确实形成了冰，水凝胶涂层也可以通过简单地刷去或吹掉冰而轻松刮除，而不会刮擦物体或加热。
在1960年代，科学家发现了几种南极鱼类所生产的蛋白质可作为其血液的防冻剂。此后在昆虫，微生物和植物中发现了类似的蛋白质。新的涂层部分地通过模仿那些蛋白质的分子结构而起作用。
研究人员在实验室进行了大部分实验，尽管其中一项测试是在北京，在低于冰点温度的室外进行的。
这项研究的其他UCLA作者是何志远研究小组的所有成员何志远，华慕田，吴树旺和董栋。其他作者是北京的中国科学院吴晨阳和上海交通大学的朱新元。
他是水凝胶专家。 Wang在中国科学院的实验室研究防冰。