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MIT发明环形小凹槽提升材料防水性能

2019-7-8 环球解密

很多涂料具有防水性能,比如给车打蜡,能起到让水珠更容易滑落的效果。但是对于飞机,雨水碰到机身在很短的时间内就结冰埋下安全隐患,因此需要更好的防水技术。

麻省理工学院(MIT)在其六年前一项研究成果的基础上发明了一种新的设计,可进一步改善防水效果。

六年前那份研究提出在表面材料增加一些细微的脊状结构,有助于打破水珠的形状和对称性,从而加快水珠弹离表面的速度达40%。水珠和材料表面接触时间的缩短,也意味着两者之间热量交换的时间变短,同时减小了水珠在表面结冰的几率。

但是这还不够。研究者们说水珠与表面接触时间是一方面因素,水珠与表面接触的面积是另一个重要因素。

研究者们说,水珠打在材料上水珠的破散极大地增加两者的接触面积。这不仅会加速水珠在机翼上结冰的速度,当遇到飞溅上去的海水时还会增加盐分积累留在表面的几率。盐分具有腐蚀性因此会损坏表面材料。

这份近期发表在《美国化学协会.纳米》(ACS Nano)期刊上研究发明了一种环形小凹槽的结构,减少水珠与表面的接触面积。

研究者在材料表面设计了一种略微升起的环形凹槽。水珠碰到凹槽边缘破散的同时,也获得离开材料表面的导引,与材料表面的接触将被最小化。

研究者称,“两种方式结合让水珠和材料表面接触的时间和面积减少了90%”。

当然,这种辅助结构的效果取决于水珠和凹槽的大小,研究者认为,即便不是最小化每一滴水珠与表面的接触,至少在总体上起到改善防水的效果。

除了改善机身的防水,这份研究称新设计也可应用于防水衣物领域。如果能让水珠快速离开衣料,就可以在衣料上增加气孔改善透气性。

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