许多人将新鲜的降雪与热巧克力和冬季运动等乐趣联系起来。但对于城市居民来说，它也可以意味着贴在鞋子，衣服下摆和汽车上的含水盐。这是因为一旦冻结低于冻结和降水，在预测中，地方政府就开始蔓延到冰刀盐，以防止道路冻结。
这些盐通常是表盐或氯化钠形式的较薄形式，还可以包括其他化合物，例如氯化镁和氯化钾。他们工作降低冰点。
去冰盐也对Autos，基础设施和环境进行了广泛的损害。城市用它们以巨大的数量使用 - 差不多2000万吨每年在美国雪地居住城市加拿大，欧洲和日本也大量使用去冰盐。
但新选择在作品中。我是一个材料科学家通过分析自然世界涉及冰的方式，寻求过于咸味的人行道的解决方案。通过制作自己的防冻剂来存活子折衷温度，已经学会了鱼类，昆虫甚至一些植物，以适应数十万年超过数千年的寒冷气候。通过从大自然，我的同事和我希望开发有效但更良性的防冻剂化合物。
盐的有害影响
由于许多司机太好了，公路盐可以减少汽车的生命加快生锈过程。2010年的研究估计，使用去冰盐的费用是美国司机全国234亿美元由于腐蚀，每年在车辆损坏。
道路盐也损坏了我们开车的表面。它们含有负电荷的氯离子 - 原子 - 改变水化学，使其在与混凝土和钢等材料接触时使其更加腐蚀。
结果，道路盐增加了老化结构的现有菌株。去冰盐有助于桥梁失败和导致破解和其他形式的风化在高速公路表面。
科学家在阿拉斯加发现了昆虫和蜘蛛，在它们的体内产生防冻蛋白，将冰点降低到几个度。
脱冰盐也具有普遍的效果。如果您在长雪皑皑的冬季沿着森林道路开车，您可能会注意到道路旁边的树木看起来比其他人更苍白。这是因为道路盐使土壤和地下水的矿物质取代，创造了一种称为生理干旱。
这意味着即使它在土壤中自由可用，树木也不能通过根源占用水。当天然干旱条件已经存在时，在科罗拉多州这样的地方，生理干旱可以通过使植物更容易点火来增加野火的风险。
溪流，河流和湖泊特别容易受到含有脱冰盐的水径流。来自盐的氯可以抑制鱼类的产卵和减少水中的溶解氧水平，这伤害了鱼和其他水生生活。盐队径流也可以促进危险的增长蓝杆菌，也称为蓝绿藻。一些形式的蓝绿藻产生毒素可以人类或动物将它们消耗在饮用水中。
天然防冻剂
替代的去冰选项应该是无毒的，并分解成良性成分 - 但不是太快，或者它的效果不会持续。要了解为什么这很重要，考虑丙二醇，用于脱冰飞机。
为此目的，丙二醇是优选的，因为它比乙二醇更少毒性，使您的汽车散热器冻结起来。但丙二醇的影响是短暂的，因此飞机通常可以在去冰和起飞之间等待有限的时间。这也是为什么丙二醇很少喷涂在道路和表面上。此外，虽然它通常被归类为人类安全，但它仍然可以水生生活致命。
天然替代品怎么样？科学家已经找到了昆虫和蜘蛛在阿拉斯加将抗冻蛋白在其体中产生降低冰点的冰点几个。和一些鱼，如南极牙生（Massisciscus mawsoni.）， 创造防冻糖蛋白这可以防止血管中的血液冻结地球上最冷的水域。
这些糖蛋白中的大多数是微妙的结构，在苛刻的世界中迅速分解。但我的同事和我正在学习如何通过模仿制作自己的防冻化合物。我们的第一个挑战是要了解自然版本的工作方式，以便我们可以重新创建它们。
虽然我们仍然不明白，但我们正在使用先进的计算机建模，看看抗冻蛋白如何与水分子相互作用。其他科学家发现鱼抗冻糖蛋白含有两个主要段，而且某些部分比其他部分更为必要。
具体地，称为羟基的小化合物，其由氢和氧原子组成，做大部分工作。这些小化合物用水分子锁定到锁上的钥匙，以防止冰块。它们也是蛋白质的最关键部分的一部分，其与任何显影冰晶表面结合并防止它们变大。
防冻蛋白是天然聚合物 - 由较小的重复分子组成的巨大的长分子，如链中的链接。重新创建这些化合物并不容易任务，但我们可以在实验室中创建自己的合成版本，从聚乙烯醇或PVA开始。这是一种简单，廉价的化合物对人类和水生生活无毒并且是许多日常个人护理产品的常见成分。
PVA含有与鱼抗冻蛋白中发现的羟基相同的羟基。使用一点化学工程，我们可以改变那些羟基在聚合物结构中的情况下，使其更像是鱼类生产的化合物。未来，我们可能能够将PVA从日常复合中改变为可在任何地方使用的冰斗物质。
因为PVA不会太快降低，所以它有可能在需要保持冰的表面上工作，例如道路，人行道和扶手。其长化学结构使其适用于成型和适应喷涂或涂层。总有一天城市可能依靠冬天对无毒喷涂的防冻剂，不会弄脏衣服或腐蚀你的车。
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