本報訊(見習記者葉滿山)近日,中科院蘭州化學物理研究所(以下簡稱蘭州化物所)固體潤滑國家重點實驗室材料表界面團隊通過多層復(fù)合制備出一種具有電熱疏水潤滑效果的薄膜材料。該材料由底層的自黏性聚酰亞胺基膜、中間的電熱層和最外側(cè)的疏水自潤滑防護層組成,具有表面發(fā)熱均勻、電熱功率可調(diào)、機械強度高和易黏結(jié)置換的特性,同時表面疏水、潤滑,具有優(yōu)異的抗污染、自清潔、自潤滑特性。相關(guān)研究成果近日以封面文章形式發(fā)表于《ACS應(yīng)用工程材料》。
“裝備表面冬季結(jié)冰是困擾工程技術(shù)領(lǐng)域的一大難題,因為結(jié)冰問題造成的重大事故時有發(fā)生,特別是在航空領(lǐng)域。”蘭州化物所副研究員吳楊告訴《中國科學報》,目前飛機防冰除了噴灑提供臨時性保護的防冰液外,飛機機翼防冰主要是通過將飛機高溫尾氣引入機翼部位,加熱迎風面實現(xiàn)防冰,這就需要在機翼內(nèi)部設(shè)置復(fù)雜管路,與當前飛機輕量化設(shè)計的目標相反。而電熱涂層為其提供了很好的解決方案。 研究團隊將薄薄的涂層材料(微米級別)涂覆在機翼前緣,通過改變涂層厚度和調(diào)節(jié)施加電壓可以實現(xiàn)電熱功率(表面溫度)控制。聚酰亞胺強度高、耐高溫和電絕緣性能優(yōu)異,將其作為基膜并覆涂導(dǎo)電涂料,再在電熱涂層表面噴涂團隊自研的疏水潤滑防護涂層,可對電熱膜進行保護。 整張膜在實驗室或者車間就能完成制備,電熱涂層厚度完全由設(shè)備控制,保證了涂層厚度和膜面電熱功率的均勻性。此外,該薄膜最外層使用了團隊自研的高分子樹脂材料。該材料具有優(yōu)異的疏水、自潤滑效果,水滴在表面接觸角大,很難附著,在較小風速下即可實現(xiàn)液體自脫離,避免雨滴蒸發(fā)帶來的能量損耗。 |