“光滑的表面怎么使粘性糊状物和凝胶滑动”

麻省理工学院的研究小组克服了从瓶子里取出番茄酱的问题。 现在，我们正在处理如何使更厚的材料滑动而不引起粘连和变形的新的顾客和制造业问题。

团队开发的光滑涂料被称为液体浸渍表面，可以消除加工设备内部附着的材料造成的生产浪费等诸多优点。 这些还可以提高从面包到药品的产品质量，提高液流电池的效率。 这是高速发展的技术，通过为发电提供廉价的储藏有助于培养可再生能源。

这些表面是最初开发的，如麻省理工学院机械工程学教授kripa varanasi、前学生leonid rapoport博士18和brian solomon设计的那样，是为了帮助食品、化妆品和其他粘性液体从容器中脱出 博士'； 十六 这项新工作被记载在acsappliedmaterialsandinterfaces期刊中。

和他们开发的早期表面一样，成立了一个叫做liquiglide的衍生企业。 新表面基于特殊的纹理表面和液体润滑剂的组合，对表面进行涂层，并通过毛细管作用保持在适当的位置。 与这种界面相关的分子间力。 这篇新论文说明了这些凝胶状流体几乎可以实现100%的摩擦降低的基本设计。

需要压制

这种被称为屈服应力流体的材料，包括凝胶和糊剂在内，普遍存在。 这些都存在于食品、调味料、化妆品等费用品、能源和制药领域的产品中。 与其他流体(如水和油)不同，这些材料即使将容器倒过来也不会自动流动。 要开始流动，必须输入压迫容器等能量。

但是，这种压迫有其自身的影响。 例如，面包制造机械一般含有刮刀，将粘性面团从容器的侧面推开，但是如果继续削下去，会过度揉面，或者变得更密集。 瓦拉纳西说，不用刮的光滑容器，可以做更好吃的面包。 通过采用该系统，不仅可以从容器中取出所有东西，现在还可以添加更高质量的产品。

他说，在面包方面可能不重要，但可能会对药品产生巨大的影响。 使用机械赫拉混合储罐和管道推进药物材料，由于具有损伤药物中蛋白质和其他活性化合物的剪切力，阻碍了药物的比较有效性。

采用新的涂层，有时可以100% -减少材料受到的阻力。 相当于无限折动。 瓦拉纳西先生说。

表面通常是促进因素，rapoport说。 例如，超疏水表面使水容易滚动，但并不是所有的流体都容易滚动。 无论是滚动还是滑动，我们的表面都能以更合适的方式移动流体。 另外，还发现屈服应力流体不剪切地在表面移动，基本上像固体一样滑动。 如果想在加工时维持这些材料的完整性，这一点很重要。

和varanasi和他的合作者制作的早期版本的光滑表面一样，新技术始于制作纳米级纹理的表面，在表面蚀刻一系列紧密间隔的柱子和墙壁，机械研磨沟槽和凹坑。 这样生成的纹理设计为具有毛细管作用的微小特征，与从树皮下的微小开口部将水吸取到最高分支的工序相同，能够起到保持表面上的润滑油等液体的作用。 结果，施加该衬里的容器内的任何材料基本上都与润滑液接触，同时直接折射而不是附着在固体容器的壁上。

本文所述的新工作将详细介绍研究者提出的大致概要，根据其特定材料的组合，选择特定APP的表面纹理、润滑材料、制造工艺。

帮助电池的流动

新涂料的另一个重要应用是高速发展的技术，被称为液流电池。 在这些电池中，固体电极被液体中浮游的微小粒子的浆料所代替，其优点是通过添加更大的容器可以随时增加电池的容量。 但是，这个电池的效率受到流速的限制。

采用新的光滑涂层可以大大提高该电池的整体效率。 瓦拉纳西与麻省理工学院教授gareth mckinley和yet-ming chiang一起开发了由所罗门和陈卫实验室前博士陈伟伟领导的系统。

这些涂料需要向浆料中添加碳以提高导电性，因此可以应对电池设计者面临的挑战。 但是，碳会使浆料变厚，阻碍运动，流动电池无法流动。 瓦拉纳西先生说。

以前的液流电池需要权衡。 因为随着添加更多的碳粒子，浆料会变得更导电性，但会变得更厚，更难流动。 所罗门说。 通过采用光滑的表面，允许较厚的屈服应力浆的流动，可以同时实现两者的美丽。

与采用以前流传的表面相比，改进后的系统可以采用流动电极配方，从而使容量增加4倍，节省86%的机械功率。 最近，我们在《ACS应用能源材料》期刊上阐述了这些结果。

solomon解释说，除了制造含有光滑表面的液流电池装置外，还制定了电化学、化学、热力学稳定性的设计标准。 在液体电池的工程表面开辟了新的应用分支，可以满足未来能源储存的诉求。

这项研究得到了美国能源部资助的能源研究中心能源研究中心和马丁家庭可持续快速发展研究员协会的支持。

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