中国科学家新发现,首次证实二维冰存在,彻底解决军舰结冰难题

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冬天,当一艘军舰在低纬度航行时,海浪拍打着船体表面,在很长一段时间里,它们会附着在船体上形成冰花,将军舰冻结成一个冰雕。第二次世界大战期间,许多在北极航行的英国军舰经常遇到这种情况,这使海军士兵非常头痛。在正常情况下,军舰开火造成的震动可以震掉冰层。然而,随着舰船技术的不断发展,许多精密设备,如相控阵雷达,已经安装在船体上。为了避免损坏雷达设备,这种方法不再使用。在现代,舰船结冰问题仍然是世界上大多数国家海军面临的一个大问题。

韩国海军在2014年也有同样的问题。当时,韩国的KDX-2驱逐舰访问了俄罗斯,停泊在符拉迪沃斯托克港。俄罗斯极其寒冷的天气吓了韩国海军一跳,将韩国军舰冻成了一个冰雕,船体覆盖着厚厚的一层冰。远在北欧,丹麦海军经常遇到类似的情况,所以水手们别无选择,只能用除冰大锤击打冰层。俄罗斯海军装备了一种特殊的除冰车,它可以喷射高压热空气来清除船体表面的冰雪。

当然,美国海军军舰也遇到了军舰结冰的问题。美国军方通常采用机器除冰和人工除冰。俄罗斯海军和美国海军都采用了常用的除冰方法,但中国海军在研究了舰船结冰问题后,开发了一种生产高科技涂层材料的新方法。舰船使用该涂料后,冰块的附着强度会大大降低,船体表面的冰块体积也会减小。即使有少量的冰覆盖在船体表面,由于特殊的涂层,船员只需要稍微清理一下,冰就会迅速脱落,而不会影响船体表面的精密装置。

随着科学技术的不断发展,我国科学家首次用高分子分辨率原子力显微镜证实了冰块可以在二维极限下稳定存在。所谓的二维冰与传统冰大不相同。传统冰的结构非常稳定,人们很难打碎它。然而,二维冰中水分子的所有氢键都是饱和的,与表面的相互作用很小,风很容易吹走。利用这一原理,人们可以开发防冰材料,也可以在未来的军事领域中使用,以彻底解决舰船结冰问题。

虽然战舰上的冰形成是一个小问题,但是在战时的极端寒冷天气下,战斗力是极其脆弱的。此外,军舰的冻结将影响有价值的电子元件的工作,并影响设备的机械操作。因此,对各国海军来说,军舰除冰是一个不可忽视的问题。