减少船舶消耗的能源数量并提高运营效率

它可以排斥水，油，酒精甚至花生酱。它可能为美国海军节省数百万美元的船舶燃料成本，减少船舶消耗的能源数量并提高运营效率。

海军研究办公室(ONR)正在赞助密歇根大学材料科学与工程副教授AnishTuteja博士开发的一种新型“全能”涂层。这种化学涂层透明，耐用，可以应用于许多表面和几乎任何液体的棚子。

海军特别感兴趣的是，无机疏水涂层可以减少船体，特种和无人水下舰船上船体运动产生的摩擦阻力。

比较摩擦阻力，通过游泳池慢跑。由于水的阻力，每个步幅更加困难并且需要更多的能量和努力。

ONR的项目官员Ki-HanKim博士说：“船舶燃油消耗的很大一部分[在较低速度下高达80%，在高速时高达40-50%]用于保持其速度和克服摩擦阻力。”海战和武器部。“如果我们能找到一种大幅减少摩擦阻力的方法，那么船只将消耗更少的燃料或电池电量，并享受更广泛的操作。”

Tuteja的全能涂层可能是一种解决方案。图2两艘船以相同的速度航行-一艘处理摩擦阻力，另一艘覆盖在涂层中，导致水容易起伏并从船体上滑落。涂层容器理论上会减少燃料，因为它不需要在保持速度的同时抵抗尽可能多的防水性。

虽然防水涂料并不是新的，但很难制造出能够抵抗大多数液体并且足够坚韧以长时间粘附在各种表面上的防水涂料。以聚四氟乙烯涂层的锅为例。水会起伏并从锅中滚落，而食用油会遍布各处。

“研究人员可能会采用非常耐用的聚合物基质和非常令人反感的填料并混合它们，”Tuteja说。“但这并不一定会产生耐用，防水的涂层。不同的聚合物和填料具有不同的混溶性[两种物质混合在一起的能力]。简单地结合最耐用的单个成分不会产生最耐用的复合涂层。”

为了设计他们的创新涂层，Tuteja和他的研究团队研究了大量已知化学物质的计算机数据库。然后，他们根据每种物质的分子特性输入复杂的数学方程式，以预测任何两种物质在混合时的行为方式。在分析了数百种组合后，研究人员找到了正确的组合。

分子婚姻在实验室测试中受到重创。橡胶状组合物可以喷涂，刷涂，浸涂或旋涂在许多表面上，并且可以紧密粘合。涂层还可以承受日常使用中的刮擦，凹陷和其他危害。分子分离的方式使涂层光学透明。

除了减少摩擦阻力外，Tuteja还设想其他海特种于全能涂层-包括保护传感器，特种和天线等高价值设备免受天气影响。

除了减少摩擦阻力的全能涂层外，ONR还赞助其他类型的涂层研究，以防止船舶和飞机上的腐蚀，并防止生物污染(船体上的藤壶堆积)。类似的涂层还可以防止在寒冷地区运行的船上形成冰，或者比像刮擦等传统方法更容易除冰。

Tuteja的团队正在对全能涂层进行进一步测试，但他们计划在未来几年内为小规模的特种和民用使用做好准备。

WarrenDuffieJr.是ONRCorporateStrategicCommunications的承包商。