美國洛杉磯– 加州大學洛杉磯分校Samueli工程學院的材料科學家和他在中國的同事已經開發出一種防止結冰的新型涂層。它的工作原理受到自然機制的啟發，這種機制可以防止生活在南極洲附近幾種魚類的血液結冰。

他們發表在《Matter》雜志上的研究表明，這種新型涂層可能成為一種價格低廉而通用的解決方案，能防止飛機機翼、室外管道和其他設備上的關鍵部件在低溫下結冰，是第一種通過作用于冰形成的三個不同方面來阻止冰形成的物質。 

領導這項研究的加州大學洛杉磯分校材料科學與工程助理教授賀曦敏（Ximin He）說：“冰的形成始于成核，一個小的冰晶種子首先形成，然后生長，最后附著在某個表面上。雖然有防止冰形成的解決方案，但它們的設計只能解決三個方面中的一個復雜過程，或者只能在某些類型的表面上起作用。但這種新涂層是一體化的解決方案，可以防止在不同的條件下，從塑料到金屬到陶瓷等許多不同表面的結冰現象。”他說，這種材料制作簡單，且十分耐用。 

這種凝膠主要由水組成，但它的關鍵成分是聚二甲基硅氧烷，這是一種無毒的硅基聚合物，主要用于隱形眼鏡、化妝品、潤滑油和其他一些需要光滑性的應用產品。當噴灑到表面時，它會形成一層薄而透明的涂層，然后以三種不同的方式來幫助防止凍結產生：降低表面水的凍結溫度，延遲冰晶的生長，以及使冰難以附著在表面上。 

研究人員在幾種材料上對這種涂層進行了測試，包括塑料、玻璃、陶瓷和金屬。它創造了一項防止冰形成的新記錄，溫度可低至-31℃（-23.8F）。之前-28℃（-18.4F）的記錄于2016年對硅和玻璃涂覆了不同的涂層后所創立的。（進行該項研究的研究小組由北京中國科學院的Wang Jianjun所領導，他也是這項最新研究的作者之一。） 

水通常是在0℃（32F）左右結冰，盡管精確的冰點通常取決于環境條件。 

水凝膠還記錄了它在-25℃（-13F）溫度下延遲冰形成的時間。在這項研究中，涂有水凝膠的塑料、玻璃、陶瓷和金屬等材料在該溫度下形成冰的時間超過了65分鐘，比2016年研究中創下的紀錄長了40多分鐘。 

即使在物體表面形成了冰，水凝膠涂層也可以通過簡單的刷或吹來輕松去除結冰現象，而不需要刮擦物體或加熱表面來去除。 

20世紀60年代，科學家們發現，有幾種南極魚類的血液中含有一種蛋白質，可以起到防凍劑的作用。在昆蟲、微生物和植物中也發現了類似的蛋白質。這種新涂層的部分工作原理便是源自對這些蛋白質分子結構的模仿。 

研究人員在實驗室里進行了大量實驗，其中有一項實驗是在北京的戶外，當溫度低于冰點時進行的。