太阳能加热纳米线用于表面除冰效率几乎达到100%

来源：cnBeta 　2023-08-29 14:58:23

(资料图片)

结冰会给道路、飞机、风力涡轮机和电线等造成问题。现在，大连理工大学的科学家们开发出了一种由纳米铜线制成的新结构，它可以对表面进行被动除冰，除冰效率接近 100%。

多年来，人们一直在开发和测试各种除冰系统。有的需要化学涂层，有的则需要纳米级结构来阻止水和冰的附着。有的利用电能加热注入石墨烯或碳纳米管的表面，有的则由磁性涂层制成，可以直接将冰滑落。

在这项新研究中，大连团队设计了纳米铜线组件，无需人工能源供应，就能起到温暖表面的作用。相反，它们从太阳光中获取能量，并能有效地吸收热量，并将热量平稳地分布到整个阵列中。

通过一系列实验，研究小组确定了最有效的设计--直立的纳米线之间只有2或3微米的间隙。这使它们能够捕捉到照射到它们的 95% 以上的阳光，而铜的高导热性使阳光能够有效地传播出去。最终，这种超疏水表面的解冻效率接近 100%。

新型纳米铜线除冰结构的工作原理示意图

研究小组表示，这种技术似乎很有前景，但也承认在扩大生产规模方面可能存在一些问题，需要首先克服。

这项研究的通讯作者马学虎说："从原理上讲，纳米线组件的设计融合了易于制造、高度可控性和形态多样性等特点，在广泛的除冰和解冻应用中大有可为，因为这些应用不需要传统的能源输入。然而，在涉及复杂工作条件的实际应用中，纳米线组件的耐用性、可扩展性和化学稳定性受到限制。有必要开发更通用的微米/纳米材料加工方法，以提高制造效率、材料规模和表面耐久性。尽管如此，这项工作的设计理念仍是未来研究工作的指南针，尤其是在面临电力短缺的寒冷地区。"

这项研究发表在《国际极限制造期刊》上。

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