薄荷叶的独特纹理帮助科学家开发出了新型抗冰涂层_资讯

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2020-03-11 15:23:37

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机翼结冰会对航空器的飞行安全造成极大的威胁，然而受到薄荷叶的启发，西北大学的科学家们已经成功开发出了一种新型抗冰涂层。研究团队称，通过观察某些类型的植物叶子上的结霜模式，他们从中汲取了这一灵感。

该校工程学院的研究人员称，薄荷叶具有微小的峰谷、呈现出了类似波纹的几何形状，使得霜冻不可能在叶片的整个表面均匀分布。

受此启发而制造的新型表面涂层，可减少多达60%的霜冻形成。Kyoo-Chul Park表示：早前千年以前，人们就已经注意到了这一现象，但一直没人能解释它的形成方式。

通过计算机模拟和实验，Park与团队成员开展了进一步的研究，结果发现：虽然凝结物在薄荷叶的峰顶上可以很好地积聚，但谷底却很少出现。

即使在冰点以下，那里极具的霜冻也会很快蒸发，这为他们开发新型防冻表面涂层提供了指引。

在后续实验中，Park实现了模仿这种自然现象的最佳设计，制作了一套仅有1mm高的微小山峰、中间夹有40~60°下倾角的表面。

结果表明，尽管峰顶上确实积有薄薄的霜层，但独特的表面形状，还是使得除霜的效果大增。

Park表示：“无霜区域可以启动除霜的过程，节省用于霜冻问题的材料和能源。我们要做的，就是为其他人提供有关这种锯齿表面的模式设计”。

有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。原标题为：《Frost-free zone on macrotexturedSurfaces》。

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