据materialstoday网站2019年9月16日刊文，根据近日的一项研究成果，未来，由于冰雪而导致的航班延误情况将不会再发生，人们也可不必担心表面结冰结霜导致飞机结构系统的失效。来自美国伊利诺伊大学厄本那-香槟分校和日本九州大学的研究人员已经开发出一种新方法，可以非常有效地去除结构表面上的冰和霜，只需要消耗不到传统除冰除霜能源消耗的1%，且所需时间不到传统除冰除霜时间的0.01%。该研究团队在《应用物理学报》中描述了该方法的具体情况。传统的除冰除霜技术是将结构表面上的所有冰或霜融化。与传统方法不同，在本项研究中，研究人员创造了一种结构表面和冰交界部位的冰融化技术，从而使冰可以易于滑落。

来自UIUC的论文作者之一Nenad Miljkovic表示，开展这项工作的主要动机是由于需要对结构表面进行间歇除冰除霜，却造成建筑能源系统和制冷系统的大量能源效率损失。在除冰除霜时，必须要关闭整个系统，同时对工作流体进行加热，然后再进行冷却这样一个反复的过程。考虑到进行间歇性除冰除霜循环过程中的年度运营成本，这种做法会消耗大量能量。

研究团队认为，传统系统效率低下的最大原因是除冰除霜时所用的大部分能量都用于加热了系统内部的其他组件，而不是直接加热冰或霜。这会增加能耗和系统停机时间。为了解决这一问题，研究人员建议在冰和结构表面交界处施加能量非常高的电流脉冲，形成水流层，使得表面冰或霜自然滑落。为了确保电流脉冲能够到达目标部位，而不是直接去融化外层的冰或霜，研究人员在结构材料表面涂了一层铟锡氧化物(ITO)薄膜(一种通常用于除霜的导电膜)。通过电脉冲加热ITO薄膜，使得结构材料与冰/霜交界处融化形成水层，冰和霜在重力的作用下自然滑落。

为了测试这项技术，研究人员对一块小的玻璃表面进行了除冰除霜。在测试过程中，玻璃表面的温度可从零下15.1摄氏度(大约是南极最温暖地区的温度)一直低至零下71摄氏度(大约是南极最寒冷的地区)。在这些温度梯度取件内，分别模拟供热、通风、空调、制冷以及航空航天领域等使用环境。在所有测试项目中，该技术均以持续不到1秒电流脉冲实现了除冰除霜。

Miljkovic表示，在现实环境中，特别是三维结构系统中，重力将受到气流的辅助。在技术应用的规模上，也完全取决于结构的几何形状。但新技术的效率仍然要比传统方法好得多。

目前，该研究团队尚未针对飞机等更复杂的结构表面进行测试，但他们认为这将是未来的重要应用方向，也是接下来需要研究的第一步。

Miljkovic表示，在结构快速移动的过程中，表面产生的冰或霜剪切力很大，这意味着只需融化界面上非常薄的一层，即可实现除冰除霜。下一步，研究人员需要研究如何利用ITO在三维结构表面进行保护涂覆，特别是弯曲结构部件，并最终弄清楚这项技术需要多少消耗多少能量。

与此同时，研究人员希望与外部公司合作，将这项技术进行商业转化。