美国洛杉矶– 加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院的材料科学家和他在中国的同事已经开发出一种防止结冰的新型涂层。它的工作原理受到自然机制的启发，这种机制可以防止生活在南极洲附近几种鱼类的血液结冰。

他们发表在《Matter》杂志上的研究表明，这种新型涂层可能成为一种价格低廉而通用的解决方案，能防止飞机机翼、室外管道和其他设备上的关键部件在低温下结冰，是第一种通过作用于冰形成的三个不同方面来阻止冰形成的物质。 

领导这项研究的加州大学洛杉矶分校材料科学与工程助理教授贺曦敏（Ximin He）说：“冰的形成始于成核，一个小的冰晶种子首先形成，然后生长，最后附着在某个表面上。虽然有防止冰形成的解决方案，但它们的设计只能解决三个方面中的一个复杂过程，或者只能在某些类型的表面上起作用。但这种新涂层是一体化的解决方案，可以防止在不同的条件下，从塑料到金属到陶瓷等许多不同表面的结冰现象。”他说，这种材料制作简单，且十分耐用。 

这种凝胶主要由水组成，但它的关键成分是聚二甲基硅氧烷，这是一种无毒的硅基聚合物，主要用于隐形眼镜、化妆品、润滑油和其他一些需要光滑性的应用产品。当喷洒到表面时，它会形成一层薄而透明的涂层，然后以三种不同的方式来帮助防止冻结产生：降低表面水的冻结温度，延迟冰晶的生长，以及使冰难以附着在表面上。 

研究人员在几种材料上对这种涂层进行了测试，包括塑料、玻璃、陶瓷和金属。它创造了一项防止冰形成的新记录，温度可低至-31℃（-23.8F）。之前-28℃（-18.4F）的记录于2016年对硅和玻璃涂覆了不同的涂层后所创立的。（进行该项研究的研究小组由北京中国科学院的Wang Jianjun所领导，他也是这项最新研究的作者之一。） 

水通常是在0℃（32F）左右结冰，尽管精确的冰点通常取决于环境条件。 

水凝胶还记录了它在-25℃（-13F）温度下延迟冰形成的时间。在这项研究中，涂有水凝胶的塑料、玻璃、陶瓷和金属等材料在该温度下形成冰的时间超过了65分钟，比2016年研究中创下的纪录长了40多分钟。 

即使在物体表面形成了冰，水凝胶涂层也可以通过简单的刷或吹来轻松去除结冰现象，而不需要刮擦物体或加热表面来去除。 

20世纪60年代，科学家们发现，有几种南极鱼类的血液中含有一种蛋白质，可以起到防冻剂的作用。在昆虫、微生物和植物中也发现了类似的蛋白质。这种新涂层的部分工作原理便是源自对这些蛋白质分子结构的模仿。 

研究人员在实验室里进行了大量实验，其中有一项实验是在北京的户外，当温度低于冰点时进行的。

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