Problemem jest, gdy woda zamarza na metalowych powierzchniach. Przemysł lotniczy spędza miliony dolarów i niezliczone godziny, rozpylając płyn do odladzania na skrzydłach samolotów, gdy siedzą czekając na zimowych pasach startowych, a my osobiście dowiadujemy się o problemach spowodowanych lodem od czasu, w którym spędzamy go na zamrażaniu.
Zespół naukowców z Harvardu przyjął inne podejście do usuwania lodu i szronu z metalu: opracowali specjalną powłokę, która przede wszystkim zapobiega przywieraniu kropelek wody i zamienianiu się w lód.
Odladzanie samolotów może być już przeszłością dzięki nowej powłoce SLIPS. Zdjęcie użytkownika wikimedia commons Mulag
Jak szczegółowo opisano w artykule opublikowanym w poniedziałek w ACS Nano, grupa kierowana przez profesor Joannę Aizenberg stworzyła sposób produkcji metalu pokrytego czymś, co nazywają „śliskimi, porowatymi powierzchniami nasyconymi płynem”. Powłoka - oznaczona akronimem SLIPS —Rozpuszcza krople wody i lód po prostu przez siłę grawitacji. Grupa przetestowała aluminiowe żebra chłodnicze pokryte SLIPS w temperaturze -10 stopni Celsjusza i wilgotności 60 procent, a technologia znacznie przewyższyła typowe „bezszronowe” systemy chłodzenia pod względem zapobiegania powstawaniu szronu w miarę upływu czasu.
Konwencjonalne aluminiowe żebra chłodnicze (górny rząd) były wyraźnie lepsze niż te powlekane SLIPS (dolny rząd) w badaniu. Zdjęcie dzięki uprzejmości Harvard University
Jak działa SLIPS? Mróz może przylgnąć tylko do kawałka metalu z powodu mikroskopijnych niedoskonałości i defektów, które istnieją na poziomie molekularnym, dając kropelkom wody coś, do czego można się przykleić podczas zamrażania. Naukowcy i inżynierowie od dawna próbują wymyślić, jak stworzyć absolutnie gładkie metale, które by temu zapobiegały, ale procesy produkcyjne na dużą skalę skutecznie to uniemożliwiają.
Zespół Aizenberga zareagował, tworząc dwustopniowy proces - który można zastosować do już wyprodukowanych metali - który przedstawia elementom całkowicie gładką powierzchnię, powodując ześlizgiwanie się lodu i kropel wody, zanim będą miały szansę się przyczepić. Po pierwsze, metal jest powlekany szorstkim, porowatym materiałem stałym. Następnie nakłada się ciekły smar, który przywiera do porów w stałym nanomateriale, tworząc zewnętrzną powierzchnię, która jest idealnie płaska na poziomie molekularnym, tak że sama grawitacja może zapobiec tworzeniu się lodu.
W rezultacie SLIPS można nakładać na metale o dowolnym kształcie i wielkości, nawet na dużą skalę, i rozwiązuje wszelkie problemy związane z oblodzeniem i mrozem. Na jakichkolwiek powierzchniach pionowych pokrywy lodowe nie utworzą się w pierwszej kolejności, a nawet na płaszczyznach poziomych każdy tworzący się lód będzie latał z lekkim trąceniem, ponieważ nie ma żadnych niedoskonałości, z którymi mógłby się związać. Skrzydła samolotu, balustrady, schody, urządzenia chłodnicze, dachy, znaki i inne przedmioty mogą być łatwo zabezpieczone przed lodem i mrozem za pomocą powłoki.
Zespół przewiduje również znaczne oszczędności energii dzięki nowej technologii. Obecne metody usuwania lodu wymagają transportu specjalnych chemikaliów i sprzętu, podczas gdy materiały poddane działaniu SLIPS z łatwością zrzucą lód przy niewielkim poruszeniu, a może nawet podmuchu wiatru. Substancja jest również nietoksyczna, antykorozyjna i działa w środowiskach o ekstremalnie niskiej temperaturze i wysokiej wilgotności.
Podobnie jak pokryta przez nas powłoka, która umożliwia keczup i łatwe wysuwanie się z butelki, jest to najnowocześniejsza technologia, którą z łatwością możemy zobaczyć w naszym codziennym życiu. Zamiast solić metalowe schody lub czekać, aż załogi naziemne odkopią samoloty pasażerskie, moglibyśmy po prostu produkować konstrukcje i pojazdy odporne na lód. Podczas letnich hitów lód może nie być największym zmartwieniem, ale kiedy nadejdą zimowe, będziesz zadowolony, że ekipa naukowców ciężko pracowała.
