Când apa îngheață pe suprafețele metalice, este o problemă. Industria aviației cheltuie milioane de dolari și nenumărate ore pulverizând lichid de degajare pe aripile avioanelor, în timp ce stau în așteptarea pe pistele iernii, în timp ce personal aflăm despre problemele cauzate de gheață din timpul în care petrecem ciupercându-l de la congelatoarele noastre.
O echipă de cercetători de la Harvard a adoptat o abordare diferită pentru a îndepărta gheața și înghețul din metal: au dezvoltat un strat special care împiedică picăturile de apă să se lipească și să se transforme în gheață în primul rând.
Avioanele de descărcare pot fi un lucru trecut, datorită unui nou strat numit SLIPS. Fotografie realizată de utilizatorul comunelor wikimedia Mulag
După cum este detaliat într-un document publicat luni în ACS Nano, grupul, condus de profesoara Joanna Aizenberg, a creat o modalitate de a produce metal acoperit cu ceea ce numesc „suprafețe poroase alunecoase, infuzate cu lichid”. Acoperirea - notată de acronimul SLIPS - respinge picăturile de apă și gheața pur și simplu prin puterea gravitației. Grupul a testat aripioarele de refrigerare din aluminiu acoperite cu SLIPS la -10 grade Celsius și 60% la umiditate, iar tehnologia a depășit semnificativ sistemele tipice de răcire „fără îngheț” în ceea ce privește prevenirea formării înghețului în timp.
Aripioarele frigorifice convenționale din aluminiu (rândul superior) au fost în mod clar depășite de cele acoperite cu SLIPS (rândul de jos) în studiu. Foto cu amabilitate la Universitatea Harvard
Cum funcționează SLIPS? Gheața se poate lipi doar de o bucată de metal, datorită imperfecțiunilor și defectelor microscopice care există la nivel molecular, oferind picăturilor de apă ceva de care se lipesc pe măsură ce îngheață. Oamenii de știință și inginerii au încercat mult timp să își dea seama cum să creeze metale absolut netede, care să împiedice acest lucru să se întâmple, dar procesele de fabricație pe scară largă fac acest lucru efectiv imposibil.
Echipa lui Aizenberg a răspuns creând un proces în două etape - care poate fi aplicat metalelor deja fabricate - care prezintă o suprafață complet netedă elementelor, ceea ce face ca picăturile de gheață și apă să alunece înainte să aibă șansa să adere. În primul rând, metalul este acoperit cu un material dur, poros. Apoi se aplică un lubrifiant lichid care se lipește de porii din nanomaterialul solid, creând o suprafață exterioară care este perfect plană la nivel molecular, astfel încât gravitația singură poate împiedica formarea gheții.
În consecință, SLIPS-urile pot fi aplicate pe metale de orice formă și dimensiune, chiar și pe scară largă, și rezolvă tot felul de probleme asociate cu înghețarea și înghețul. Pe orice suprafețe verticale, straturile de gheață nu se vor forma în primul rând, și chiar pe planurile orizontale, orice gheață care se formează va pleca zburând cu o ușoară îndoială, deoarece nu există imperfecțiuni de care se poate lega. Aripile avionului, balustradele, scările, echipamentele frigorifice, acoperișurile, indicatoarele și alte obiecte pot fi ușor păstrate fără gheață și îngheț folosind acoperirea.
De asemenea, echipa proiectează economii substanțiale de energie ca urmare a noii tehnologii. Metodele actuale de îndepărtare a gheții necesită transportul de substanțe chimice și echipamente speciale, în timp ce materialele tratate cu SLIPS vor arunca ușor gheața cu o agitație minoră sau poate chiar cu o rafală. Substanța este, de asemenea, non-toxică, anticorozivă și funcționează în medii cu frig extrem și umiditate ridicată.
La fel ca acoperirea pe care am acoperit-o, care permite ketchup-ul și să alunece ușor din sticlă, aceasta este o tehnologie de ultimă oră pe care am putea vedea cu ușurință intrarea noastră în viața de zi cu zi. În loc să sărați scările metalice sau să așteptați ca echipajele de la sol înzecă avioane pentru pasageri, am putea doar să fabricăm structuri și vehicule care rezistă la gheață pentru a începe. În ceea ce privește vara, gheața ar putea să nu fie cea mai mare preocupare pentru mintea ta, dar atunci când iarna te lovește, te vei bucura că acest echipaj de oameni de știință a fost greu la muncă.
