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美船用“全能”涂层隔离多种液体

发布时间:2018-06-28来源:科技日报点击量:228
据美国科学促进会(AAAS)科技新闻共享平台EurekAlert!日前报道,美国海军研究办公室(ONR)资助的密歇根大学材料科学与工程学科学家艾尼诗·涂特佳博士,开发出一种新型“全能”涂层,清洁耐用,可用于众多材料表面,隔绝包括水、油、酒精甚至花生酱在内的几乎一切液体,能为海军节省数百万美元燃料成本开支。

  海军特别感兴趣的是,“全能”涂层如何减少船舶、潜艇和无人水下船只在水中产生的摩擦阻力——这种阻力会消耗更多能量。“在船舶的燃料消耗量中,相当大的比例(低速时高达80%,高速时40%—50%)用于克服摩擦阻力保持速度。”ONR海战与武器部项目官员奇翰·齐姆博士说,如果找到大幅度降低摩擦阻力的方法,船只将消耗更少的燃料或电池能量,进而在更大范围内执行任务。

  涂特佳的“全能”涂层正是这种解决方案。尽管防水涂层并不是新产品,但很难制造出排斥大多数液体、足够坚韧、可长时间黏附不脱落的材料。将耐用聚合物基底和极具排斥性的填料混合在一起,并不一定产生耐用的防水涂层。

  为了设计新涂层,涂特佳和团队研究了大量已知化学物质,根据每种物质分子属性输入复杂的数学方程,以预测任意两种物质混合后的性质。分析数百种组合后,找到了正确的组合。

  根据实验室测试,新涂层可以喷涂、刷涂、浸渍或旋涂到多种表面并紧密结合,还可以承受刮擦、凹陷和其他日常损害。在去除涂层时也很容易清理。这种涂层除了减少船体摩擦阻力,还能防止船舶和飞机腐蚀及生物侵蚀污染,防止极地船舶结冰,即使结冰,除冰也比传统刮削除冰更容易。

  据报道,这种“全能”涂层除了用于海军,还能保护传感器、雷达和天线等高价值设备免受天气影响。未来几年内,涂特佳团队将进行更多关于多层膜的测试,为小规模军用和民用做好准备。

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