CHỐNG ĐÓNG BĂNG TRÊN CÁC BỀ MẶT SỬ DỤNG KHÁI NIỆM SLIPS (Slippery Liquid-Infused Porous surfaces)
DOI:
https://doi.org/10.51453/2354-1431/2021/505Từ khóa:
Chống đóng băng, chất bôi trÆ¡n, cấu trúc nano, SLIPsTóm tắt
Trong nghiên cứu này chúng tôi sẽ trình bày một phương pháp chế tạo các bề mặt chống đóng băng trên polymer, dựa trên sự kết hợp giữa các cấu trúc nano xốp với hợp chất bôi trơn (SLIPs). Các cấu trúc nano xốp trên bề mặt Nhôm sau quá trình ăn mòn ướt sẽ được kết hợp với hợp chất bôi trơn có sức căng bề mặt thấp để tạo nên các bề mặt trơn trượt với mục đích chống đóng băng. Hiệu năng của các bề mặt sẽ được khảo sát thông qua đo đạc lực liên kết trên một đơn vị diện tích giữa tinh thể băng và bề mặt. Kết quả khảo sát cho thấy sự vượt trội của bề mặt SLIPs so với các bề mặt chưa chức năng hóa, chứng minh sự ưu việt của một hình thái bề mặt mới, ổn định, tính tái sử dụng cao, định hướng chế tạo các bề mặt chống đóng băng theo hướng gián tiếp.
Tải xuống
Tài liệu tham khảo
[1] Liu, Y., Hu, H. An Experimental Investigation on the Unsteady Heat Transfer Process over an Ice Accreting Airfoil Surface. Int J Heat Mass Transf (2018). 122: 707–718.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.02.023.
[2] Bu, X., Lin, G., Shen, X., Hu, Z., Wen, D. Numerical Simulation of Aircraft Thermal Anti-Icing System Based on a Tight-Coupling Method. Int J Heat Mass Transf (2020). 148, 119061.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.119061.
[3] Li, L., Liu, Y., Zhang, Z., Hu, H. Effects of Thermal Conductivity of Airframe Substrate on the Dynamic Ice Accretion Process Pertinent to UAS Inflight Icing Phenomena. Int J Heat Mass Transf (2019). 131: 1184–1195. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.11.132.
[4] Sarshar, M. A., Swarctz, C., Hunter, S., Simpson, J., Choi, C.-H. Effects of Contact Angle Hysteresis on Ice Adhesion and Growth on Superhydrophobic Surfaces under Dynamic Flow Conditions. Colloid Polym Sci (2013) 291 (2): 427–435. https://doi.org/10.1007/s00396-012-2753-4.
[5] Hao, Q., Pang, Y., Zhao, Y., Zhang, J., Feng, J., Yao, S. Mechanism of Delayed Frost Growth on Superhydrophobic Surfaces with Jumping Condensates: More Than Interdrop Freezing. Langmuir (2014). 30 (51): 15416–15422. https://doi.org/10.1021/la504166x.
[6] Wang, N., Xiong, D., Pan, S., Wang, K., Shi, Y., Deng, Y. Robust Superhydrophobic Coating and the Anti-Icing Properties of Its Lubricants-Infused-Composite Surface under Condensing Condition. New J Chem (2017). 41 (4): 1846–1853. https://doi.org/10.1039/C6NJ02824A.
[7] Zhang, Y., Yu, X., Wu, H., Wu, J. Facile Fabrication of Superhydrophobic Nanostructures on Aluminum Foils with Controlled-Condensation and Delayed-Icing Effects. Appl Surf Sci (2012). 258 (20): 8253–8257. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.05.032.
[8] Farhadi, S., Farzaneh, M., Kulinich, S. A. Anti-Icing Performance of Superhydrophobic Surfaces. Appl Surf Sci (2011). 257 (14): 6264–6269. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.02.057.
[9] Kulinich, S. A., Farzaneh, M. On Ice-Releasing Properties of Rough Hydrophobic Coatings. Cold Reg Sci Technol (2011). 65 (1): 60–64.https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.coldregions.2010.01.001.
[10] Nguyen, T.B., Park, S., Lim, H. Effects of Morphology Parameters on Anti-Icing Performance in Superhydrophobic Surfaces. Appl Surf Sci (2018) 435. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.11.137.
[11] Nguyen, T.B., Park, S., Jung, Y., Lim, H. Effects of Hydrophobicity and Lubricant Characteristics on Anti-Icing Performance of Slippery Lubricant-Infused Porous Surfaces. J Ind Eng Chem (2019). 69. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2018.09.003.
[12] Nguyen, B.D., Cao, B.X., Do, T.C., Trinh, H.B., Nguyen, T.B. Interfacial Parameters in Correlation with Anti-Icing Performance. J Adhes (2019). 1–13. https://doi.org/10.1080/00218464.2019.1709172.
[13] Zhang, B., Zeng, Y., Wang, J., Sun, Y., Zhang, J., Li, Y. Superamphiphobic Aluminum Alloy with Low Sliding Angles and Acid-Alkali Liquids Repellency. Mater Des (2020). 188, 108479.https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108479.
[14] Zhang, G., Hu, J., Tu, Y., He, G., Li, F., Zou, H., Lin, S., Yang, G. Preparation of Superhydrophobic Films Based on the Diblock Copolymer P(TFEMA-r-Sty)-b-PCEMA. Phys Chem Chem Phys (2015). 17 (29): 19457–19464. https://doi.org/10.1039/C5CP02751A.
[15] Ji, S., Ramadhianti, P. A., Nguyen, T.B., Kim, W.D., Lim, H. Simple Fabrication Approach for Superhydrophobic and Superoleophobic Al Surface. Microelectron Eng (2013). 111. https://doi.org/10.1016/j.mee.2013.04.010.
[16] Cao, L., Jones, A. K., Sikka, V.K., Wu, J., Gao, D. Anti-Icing Superhydrophobic Coatings. Langmuir (2009). 25 (21): 12444–12448. https://doi.org/10.1021/la902882b.
[17] Jung, S., Dorrestijn, M., Raps, D., Das, A., Megaridis, C.M., Poulikakos, D. Are Superhydrophobic Surfaces Best for Icephobicity? Langmuir (2011), 27 (6): 3059–3066. https://doi.org/10.1021/la104762g.
[18] Kulinich, S.A., Farhadi, S., Nose, K., Du, X.W. Superhydrophobic Surfaces: Are They Really Ice-Repellent? Langmuir (2011). 27 (1): 25–29. https://doi.org/10.1021/la104277q.
[19] Bohn, H.F., Federle, W. Insect Aquaplaning: Nepenthes Pitcher Plants Capture Prey with the Peristome, a Fully Wettable Water-Lubricated Anisotropic Surface. Proc Natl Acad Sci USA (2004). 101 (39): 14138–14143. https://doi.org/10.1073/pnas.0405885101.
[20] Yeong, Y.H., Wang, C., Wynne, K.J., Gupta, M.C. Oil-Infused Superhydrophobic Silicone Material for Low Ice Adhesion with Long-Term Infusion Stability. ACS Appl Mater Interfaces (2016). 8 (46): 32050–32059. https://doi.org/10.1021/acsami.6b11184.
[21] Wong, T.S., Kang, S.H., Tang, S.K.Y., Smythe, E.J., Hatton, B.D., Grinthal, A., Aizenberg, J. Bioinspired Self-Repairing Slippery Surfaces with Pressure-Stable Omniphobicity. Nature (2011). 477 (7365): 443–447.
[22] Vogel, N., Belisle, R. A., Hatton, B., Wong, T.S., Aizenberg, J. Transparency and Damage Tolerance of Patternable Omniphobic Lubricated Surfaces Based on Inverse Colloidal Monolayers. (2013) 4, 2176.
[23] Kim, P., Wong, T.S., Alvarenga, J., Kreder, M. J., Adorno-Martinez, W. E., Aizenberg, J. Liquid-Infused Nanostructured Surfaces with Extreme Anti-Ice and Anti-Frost Performance. ACS Nano (2012). 6 (8): 6569–6577. https://doi.org/10.1021/nn302310q.
[24] Stamatopoulos, C., Hemrle, J., Wang, D., Poulikakos, D. Exceptional Anti-Icing Performance of Self-Impregnating Slippery Surfaces. ACS Appl Mater Interfaces (2017). 9 (11): 10233–10242. https://doi.org/10.1021/acsami.7b00186.
[25] Wang, T., Zheng, Y., Raji, A.R.O., Li, Y., Sikkema, W.K.A., Tour, J.M. Passive Anti-Icing and Active Deicing Films. ACS Appl Mater Interfaces (2016). 8 (22): 14169–14173. https://doi.org/10.1021/acsami.6b03060.
[26] Subramanyam, S.B., Rykaczewski, K., Varanasi, K.K. Ice Adhesion on Lubricant-Impregnated Textured Surfaces. Langmuir 2013, 29 (44): 13414–13418. https://doi.org/10.1021/la402456c.
[27] Chu, F., Wu, X., Wang, L. Dynamic Melting of Freezing Droplets on Ultraslippery Superhydrophobic Surfaces. ACS Appl Mater Interfaces (2017). 9 (9): 8420–8425. https://doi.org/10.1021/acsami.6b16803.
[28] Duc, N.B., Binh, N.T. Investigate on Structure for Transparent Anti-Icing Surfaces. AIP Adv (2020). 10 (8), 85101. https://doi.org/10.1063/5.0019119. Vietnam.
[29] Nguyen, T.B., Park, S., Lim, H. Effects of Morphology Parameters on Anti-Icing Performance in Superhydrophobic Surfaces. Appl Surf Sci (2018). 435: 585–591.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.11.137.
[30] Binh, N.T., Hanh, V.T.H., Ngoc, N.T., Duc, N.B. Anti-Icing Efficiency on Bio-Inspired Slippery Elastomer Surface. Mater Chem Phys (2021). 265, 124502. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124502. Vietnam.
[31] Hanh, V.T.H., Truong, M.X., Nguyen, T.B. Anti-Icing Approach on Flexible Slippery Microstructure Thin-Film. Cold Reg Sci Technol (2021). 186, 103280.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2021.103280. Vietnam.
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Số
Chuyên mục
Giấy phép
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép Quốc tế Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 .
Bài báo được xuất bản ở Tạp chí Khoa học Đại học Tân Trào được cấp phép theo giấy phép Ghi công - Chia sẻ tương tự 4.0 Quốc tế (CC BY-SA). Theo đó, các tác giả khác có thể sao chép, chuyển đổi hay phân phối lại các bài báo này với mục đích hợp pháp trên mọi phương tiện, với điều kiện họ trích dẫn tác giả, Tạp chí Khoa học Đại học Tân Trào và đường link đến bản quyền; nêu rõ các thay đổi đã thực hiện và các nghiên cứu đăng lại được tiến hành theo cùng một bản quyền.
Bản quyền bài báo thuộc về các tác giả, không hạn chế số lượng. Tạp chí Khoa học Tân Trào được cấp giấy phép không độc quyền để xuất bản bài báo với tư cách nhà xuất bản nguồn, kèm theo quyền thương mại để in các bài báo cung cấp cho các thư viện và cá nhân.
Mặc dù các điều khoản của giấy phép CC BY-SA không dành cho các tác giả (với tư cách là người giữ bản quyền của bài báo, họ không bị hạn chế về quyền hạn), khi gửi bài tới Tạp chí Khoa học Đại học Tân Trào, tác giả cần đáp ứng quyền của độc giả, và cần cấp quyền cho bên thứ 3 sử dụng bài báo của họ trong phạm vi của giấy phép.
