Trifolium repens L-Like周期性微纳米结构的超水表面,具有超低的冰附着性,可以有效地防止结冰/脱冰
Sensen Xuan1, Huan Yin1, Guoqiang Li1
1School of Manufacture Science and Engineering, School of Information Engineering, Key Laboratory of Testing Technology for Manufacturing Process, Ministry of Education, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, People's Republic of China.
ACS nano
|October 16, 2023
概括
研究人员开发了一种耐用,不喜欢冰的合金表面,灵感来自于三叶草的风力轮机叶片. 这种表面增强了抗结冰和脱冰能力,提高了在寒冷条件下效率和寿命.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 风力轮机叶片的结冰减少了效率和寿命.
- 超疏水表面具有抗结冰能力,但缺乏低温稳定性.
- 以自然为灵感的设计为极端环境挑战提供解决方案.
研究的目的:
- 为风力轮机叶片创建一个稳定的恐冰表面.
- 在寒冷,潮湿的条件下增强抗结冰和脱冰性能.
- 为了研究开发的表面的耐用性和可重复使用性.
主要方法:
- 五秒激光处理和沸水处理,在合金上创建一个三级结构.
- 表面形态的表征,水接触角度和临界拉普拉斯压力.
- 在模拟环境条件下测试静态和动态结冰延迟时间,冰粘合强度和性能.
主要成果:
- 厌冰表面合金 (ISAl) 呈现稳定的卡西-巴克斯特状态,接触角度在0°C时>150°.
- 静态结冰延迟达到了2577s,冰的粘附强度低至1.60kPa.
- 动态抗结冰时间达到5小时,冰的流失速度为34r/min;在15个结冰-脱冰周期后,性能保持不变.
结论:
- 开发的三级结构的ISAl提供了出色的抗结冰和脱冰性能.
- 表面表现出优越的稳定性和耐用性,用于风力轮机叶片应用.
- 这种以自然为灵感的方法提供了一个有希望的策略,以减轻可再生能源的冰问题.
更多相关视频
07:37TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method
Published on: April 26, 2017
10.1K
08:02Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic by Carving Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant and Doubly Reentrant Cavities or Pillars
Published on: February 11, 2020
9.0K