科学家正在开发一种新的静电除霜技术

科技日报北京11月11日电（记者张嘉欣）新一期《微尺度·方法》发表论文称，美国弗吉尼亚理工大学研究团队利用冰本身的物理特性，研发出一种新型静电除霜技术。通过在霜体上方施加高压，冰晶在静电力的作用下从表面分离，实现低能量的环境除霜方法。随着霜晶体的生长，水分子自行排列成冰晶格。但有时水分子会错位，这些小错误可能会在霜中产生“离子缺陷”，即带有局部正电荷或负电荷的区域。如果将带正电的电极板放在霜层上方，霜层中的负离子缺陷将被吸引向上移动，而正离子缺陷将被排斥向下，从而使霜层高度极化并产生强大的静电吸引力。如果这种吸引力足够强，冰晶就会破裂并“跳向”电极。基于这一假设，团队进行了一系列实验。实验表明，即使不施加电压，仅悬挂铜板也能去除约15%的霜。施加120伏电压后，除霜率增加到40%，在550伏时可以达到50%，表明电压增加可以显着增强静电除霜的效果。然而，当电压继续升高时，除霜率会意外下降——在 1100 伏时最多下降 30%，在 5500 伏时仅下降 20%。分析认为，高压下霜层的电荷会泄漏到基板上，导致除霜效率降低。为了解决这个问题，团队使用中空玻璃和超疏水基板进行实验。结果表明，当施加高电压时超疏水表面，除霜效果显着提高，最高可除霜75%。 （编辑：何鑫）