防冻涂层保护飞机和环境

机场很繁忙，尤其是在冬天。在乘客等待登机的过程中，航班延误的时间会变长，因为飞机需要喷洒数千加仑的除冰液，以帮助他们抵御寒冷的冬天。但一旦飞机起飞，大部分液体就从飞机表面消失了，最终污染了淡水溪流和湖泊。

UIC机械工程助理教授Sushant Anand和UIC博士生Rukmava Chatterjee努力为这些要求苛刻的行业和消费者制造一种更有效的免冰产品，他们开发了一种比传统除冰器更持久的替代品。他们表示，这也可能有利于其他行业。

阿南德说:“我们对冷冻保护剂的寿命提出了质疑，并寻找新的方法来提高它们的有效性。”“乙二醇在水中溶解得非常快，在飞机起飞前就被冲走了，这是一个严重的问题，会造成数亿美元的损失——其中大部分最终都流入了下水道。我们想，为什么不改进这些化学物质本身，制造出更持久、更生物友好的替代品呢?这就是我们最终所做的。”

为了实现他们的目标，研究人员开发了80多种防冻涂料，可分为聚合物溶液、乳液、面霜和凝胶。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:“我们的涂层是一个一体化的包，可以延长霜的形成时间，同时使表面上形成的冰很容易在微风或简单的基材倾斜下脱落。”

他们的研究成果发表在《先进材料》杂志上，题为“一个家族的抗冻和防冰涂料．”

该涂料是一系列基于相变材料的配方和多功能涂料，可以在从冰到细菌的功能表面上定制固体污垢的粘附，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，并通过创建一个光滑且不冻结的润滑表层来实现的。

这种防冻凝胶也是透明的，这对于交通信号、帮助飞行员降落的跑道灯、汽车挡风玻璃或建筑窗户等应用至关重要。

查特吉说:“想象一下，在你的智能手表上涂上我们的凝胶，可以抑制寒冷底片上的冰积，同时防止任何细菌污染。”

阿南德说:“由于我们的防冰喷雾剂是生物友好型和抗菌的，我们甚至认为它们有可能用于农业，以防止农作物被严重的霜冻破坏。”“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。”

一项名为“表面上抑制结冰的组合物和方法已由UIC的技术管理办公室存档。

阿南德说:“这些材料在许多方面都有巨大的应用潜力，我认为我们的材料的商业版本问世的那一天越来越近了。”

阿南德研究集团成员Hassan Bararnia和Umesh Chaudhuri与Chatterjee合作进行实验。

参考:Chatterjee R, Bararnia H, Anand S.一个家族的抗冻和防冰涂料。阿德垫．2109930.doi:10.1002 / adma.202109930

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