完工3個航次任務，航行時長近200天，里程逾35萬海里，往返于中國沿海和中東地域各大港灣近日，國際首艘安裝仿生蒙皮螺旋槳的30萬噸級超大型油輪在福建省泉州港碼頭靠泊，完工多航次、長航時、多海域的節能數據蒐集。
螺旋槳直徑10米，它外觀敷設的柔性蒙皮材料，模擬了海豚皮的特征。中國科學院寧波材料專業與工程研究所（以下簡稱中國科學院寧波材料所）海洋關鍵材料重點實驗室研究員曾志翔向記者介紹，這種船用仿生柔性減阻材料在實船應用前贏得了中國船級社產品認證，知足《管理船舶有害防污底系統國際公約》要求。
曾志翔介紹，團隊通過解析螺旋槳外觀敷設仿生蒙皮前后進速系數、扭矩系數以及推力系數的變化，算計得到實船可節能約2%。預計在一個修船周期（25年）內，實船平均節能15%。按此算計，一艘超大型油輪預測每年可節約燃油300噸以上，減少二氧化碳排放量900噸以上。
國際能源機構數據顯示，海運業的能源消耗量在環球能源消耗總量中占比約為9%，排放的二氧化碳量占環球總量的3%。突破大型船舶的節能減排關鍵專業，帶領環球海洋運輸業綠色變革，對我國實現雙碳目標具有主要意義。
據了解，超大型油輪螺旋槳能耗效率隨載貨量和航速變化而變化，波動范圍通常為60%至70%。船用發意圖在驅動螺旋槳迴旋時，約70%的能耗轉化為推力，約15%消耗于螺旋槳剪切水做功，剩余約15%則消耗于螺旋槳反推力對水做功。
在中國工程院院士、中國科學院寧波材料所研究員薛群基的推動下，自2024年起，中國科學院寧波材料所海洋關鍵材料重點實驗室研究員王立平和曾志翔引導研發團隊與中遠海運能源股份有限公司（以下簡稱中遠海能）聯盟攻關船用仿生蒙皮減阻節能專業，通過人工合成想法，制備出具有雷同海豚皮特征的人造材料類液態滑移柔性減阻材料JZPU-2024，并實現中試生產。
曾志翔介紹，這一人造材料由具有類液態特征的動態界面材料與具有0102毫米尺寸微結構的柔性材料耦合而成，敷設于螺旋槳外觀，能夠減低螺旋槳與水之間的剪切力，并減少反推力對水的做功，進而提高螺旋槳效率，減低能耗。
海豚等海洋生物在海里游動運彩朋友圈時具有極低阻力。這是由於海豚表皮在水流作用下可形成微結構，產生微渦流，將水流與表皮的滑動摩擦轉變為轉動摩擦，結合表皮黏液的潤滑特性，能有效減低水流的湍流動能，減低水與表皮之間的剪切力。
曾志翔說，對于人造仿生減阻材料而言，外觀微結構和柔彈性易于實現，但要仿照海豚表皮長期排泄黏液的特性則對照難題。類液態材料有效辦理了這一疑問。
類液態材料既能維持固體材料的強度，又有雷同于黏液的滑移特征。它在固體有機物分子內部接枝了高度柔性分子刷，從而表現出一定液體特征。曾志翔辯白說，由于所接枝分子鏈具有雷同流體的高度動態特性，能自由迴旋與運動，所以各種液體在這種材料外觀的黏附力低且易滑移。
記者了解到，鑒于此次測試結局，中遠海能與中國科學院寧波材料所策劃將該減阻材料推廣至公司旗下100余艘油汽船。
曾志翔說，未來，船用仿生柔性減阻材料將向遠洋及內河運輸等全行業推廣應用。這必將促進營運船舶綠色化、低碳化發展。
完工3個航次任務，航行時長近200天，里程逾35萬海里，往返于中國沿海和中東地域各大港灣近日，國際首艘安裝仿生蒙皮螺旋槳的30萬噸級超大型油輪在福建省泉州港碼頭靠泊，完工多航次、長航時、多海域的節能數據蒐集。
螺旋槳直徑10米，它外觀敷設的柔性蒙皮材料，模擬了海豚皮的特征。中國科學院寧波材料專業與工程研究所（以下簡稱中國科學院寧波材料所）海洋關鍵材料重點實驗室研究員曾志翔向記者介紹，這種船用仿生柔性減阻材料在實船應用前贏得了中國船級社產品認證，知足《管理船舶有害防污底系統國際公約》要求。
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據了解，超大型油輪螺旋槳能耗效率隨載貨量和航速變化而變化，波動范圍通常為60%至70%。船用發意圖在驅動螺旋槳迴旋時，約70%的能耗轉化為推力，約15%消耗于螺旋槳剪切水做功，剩余約15%則消耗于螺旋槳反推力對水做功。
在中國工程院院士、中國科學院寧波材料所研究員薛群基的推動下，自2024年起，中國科學院寧波材料所海洋關鍵材料重點實驗室研究員王立平和曾志翔引導研發團隊與中遠海運能源股份有限公司（以下簡稱中遠海能）聯盟攻關船用仿生蒙皮減阻節能專業，通過人工合成想法，制備出具有雷同海豚皮特征的人造材料類液態滑移柔性減阻材料JZPU-2024，并實現中試生產。
曾志翔介紹，這一人造材料由具有類液態特征的動態界面材料與具有0102毫米尺寸微結構的柔性材料耦合而成，敷設于螺旋槳外觀，能夠減低螺旋槳與水之間的剪切力，并減少反推力對水的做功，進而提高螺旋槳效率，減低能耗。
海豚等海洋生物在海里游動時具有極低阻力。這是由於海豚表皮在水流作用下可形成微結構，產生微渦流，將水流與表皮的滑動摩擦轉變為轉動摩擦，結合表皮黏液的潤滑特性，能有效減低水流的湍流動能，減低水與表皮之間的剪切力。
曾志翔說，對于人造仿生減阻材料而言，外觀微結構和柔彈性易于實現，但要仿照海豚表皮長期排泄黏液的特性則對照難題。類液態材料有效辦理了這一疑問。
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記者了解到，鑒于此次測試結局，中遠海能與中國科學院寧波材料所策劃將該減阻材料推廣至公司旗下100余艘油汽船。
曾志翔說，未來，船用仿生柔性減阻材料將向遠洋及內河運輸等全行業推廣應用。這必將促進營運船舶綠色化、低碳化發展。
