Magnetic slippery extreme icephobic surfaces.
Magnetic slippery extreme icephobic surfaces.
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DOI：
10.1038/ncomms13395
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发表时间：
2016-11-08
影响因子：
16.6
通讯作者：
Ghasemi, Hadi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Irajizad, Peyman;Hasnain, Munib;Farokhnia, Nazanin;Sajadi, Seyed Mohammad;Ghasemi, Hadi
防冰表面对人类的日常生活有着重要的影响，从交通系统和基础设施到能源系统，但这些表面的低温创造仍然难以捉摸。非润湿表面和液体注入表面启发了发展憎冰表面的途径。但是，高的冻结温度、高的冰粘附强度和高的成本限制了它们的实际应用。在这里，我们报告了新的磁性光滑表面，其性能优于最先进的憎冰表面，其成冰温度为−34 °C，成冰延迟时间高出2-3个数量级，极低的冰粘附强度（102 Pa）和雷诺数高达105的剪切流稳定性。在这些表面上，我们利用磁体积力来排除固液界面在冰形成中的作用。我们表明，这些廉价的表面是通用的，可以应用于所有类型的固体（不需要微/纳米结构），而不会损害其前所未有的性能。 防冰表面在我们的日常生活中是有用的，但是由于异相成核的开始，在低温下创建这些表面仍然具有挑战性。Jumjizad等人展示了一种使用磁性流体的表面设计，可以将冻结温度降低到−34 °C，并将冰的粘附强度降低到2 Pa。
Anti-icing surfaces have a critical footprint on daily lives of humans ranging from transportation systems and infrastructure to energy systems, but creation of these surfaces for low temperatures remains elusive. Non-wetting surfaces and liquid-infused surfaces have inspired routes for the development of icephobic surfaces. However, high freezing temperature, high ice adhesion strength, and high cost have restricted their practical applications. Here we report new magnetic slippery surfaces outperforming state-of-the-art icephobic surfaces with a ice formation temperature of −34 °C, 2–3 orders of magnitude higher delay time in ice formation, extremely low ice adhesion strength (≈2 Pa) and stability in shear flows up to Reynolds number of 105. In these surfaces, we exploit the magnetic volumetric force to exclude the role of solid–liquid interface in ice formation. We show that these inexpensive surfaces are universal and can be applied to all types of solids (no required micro/nano structuring) with no compromise to their unprecedented properties. Anti-icing surfaces are useful in our daily life, but creation of these surfaces at low temperatures remains challenging due to the onset of heterogeneous nucleation. Irajizad et al. show a surface design using magnetic fluid that lowers the freezing temperature to −34 °C and ice adhesion strength to 2 Pa.
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