休斯顿大学研究团队发现极其耐用的除冰材料 表层断裂控制技术是关键

对于飞行安全来说，保持飞机机翼不结冰，是件极其重要的事情。通常情况下，部分机场会在冬季提供起飞前的喷洒清洁作业。然而这么做不仅费时费力，化学制剂还会对环境造成破坏性的影响。好消息是，休斯顿大学的工程师们，刚刚提出了一套基于除冰表面涂层的新颖解决方案，且宣称其强度是其它先进材料的百倍。

科学家们补充道，类似的除冰材料，有一个显著的缺点 —— 由于耐用性相当低，这点阻碍了它们的广泛应用。

此前为了环保除冰，业界有提出过各种替代方案，比如使用热量融化、利用特殊的石墨烯涂层、被动式太阳能系统、甚至对机场的混凝土跑道展开电气化改造。

其它材料方法还包括设计特殊的凹槽来吸走水分并防止结冰，或依靠相变液体来排斥水冰。

不过在今日发表于《材料视野》（Material Horizons）期刊上的文章中，休斯顿大学工程师将目标瞄向了固体与表面的分离方式上。

该过程由力的施加、和在界面处形成的裂纹而驱动 —— 起初裂缝可能很小、但会持续扩大，直到物体彻底脱离。

更棒的是，研究人员能够通过开发所谓的“断裂控制表面”，而从根本上控制这一过程。

研究负责人 Hadi Ghasemi 表示：“开发除冰材料的一个主要挑战，就是寻找具有低冰粘附性和良好耐用性的材料”。

而这种材料的异质特性、意味着不同的机械和化学成分。此外通过经过精心的设计，其能够在界面处引发裂纹形成，并利用能量导向这来加速裂缝生长。

如此一来，水冰就不会附着在材料上，不过更重要的一点，还是这种特殊“涂层”材料具有极高的强度。

在空中应用场景下，其强度约为其它竞品的百倍。此外波音公司通过雨天高速测试发现，该材料的性能还优于当前最先进的航空航天材料。

展望未来，科学家们认为这种材料还可在航空航天之外的领域发挥重要的影响力，比如帮助风电场避免（或尽最大限度地减少）涡轮机上的结冰、从而影响其发现。