盐水液滴冻结毛刺结构

在疏水微结构表面上，盐水液滴撞击冻结形成毛刺状突起，揭示了离子排斥对冻结界面形貌的影响机制。

王忠义 · Zheng, Dai · 王艳华 · 王猛

Journal of Colloid and Interface Science 2025

参数信息

盐度范围

0 ‰

技术优势

毛刺结构强化传热

冻结前沿的不规则毛刺增加了固液接触面积，促进热传导，使盐水冻结更快，且模拟适用于纯水冻结。

盐度控制冻结深度

提高盐度会减小冻结深度，并延迟液滴顶部冻结，导致后期界面模糊和冻结尖端消失。

盐度降低冰的硬度

盐水冰的机械硬度低于纯水冰，这可能影响海冰力学行为及防冰设计。

应用场景

• 防冰表面设计：用毛刺增强热传导，在撞击冻结初期快速散热，减少冰附着。
• 低温生物保存：通过调节盐度与过冷度控制枝晶形貌，降低冰晶对细胞结构的损伤。
• 金属凝固控制：离子排斥驱动的枝晶生长规律可直接类比合金凝固中的偏析现象。