Super-śliski materiał zapobiega tworzeniu się lodu

Super-śliski nowy materiał, inspirowany zdradzieckimi ustami mięsożernej rośliny dzbanka, został opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Harvarda.

Przez lata naukowcy próbowali używać materiałów superhydrofobowych — materiałów o mikroskopijnych strukturach, które odpychają wodę — aby zapobiec oblodzeniu (patrz Powierzchnie, które zatrzymują lód). Jednak w niektórych warunkach, takich jak wysoka wilgotność, istniejące materiały superhydrofobowe mogą mieć efekt odwrotny do zamierzonego, powodując powstawanie większej ilości lodu i silniejsze przyleganie niż na powierzchni niepoddanej obróbce. Materiały mogą być również kruche, tracąc śliskość w przypadku zarysowania.

Naukowcy z Harvardu kierowani przez Joanna Aizenberg , profesor chemii i biologii chemicznej, zwrócił się do natury o alternatywne podejście, czerpiąc inspirację z dzbana, którego powierzchnie są tak śliskie, że mrówki nie mogą się do nich przyczepić (zobacz film poniżej).

Podobnie jak w przypadku poprzednich materiałów superhydrofobowych, te opracowane przez Aizenberga obejmują powierzchnie nanostrukturalne. Ale te struktury są modyfikowane chemicznie, aby przylegały do ​​określonego smaru. Podczas gdy dzban używa wody, aby stworzyć śliską powierzchnię, naukowcy z Harvardu stosują różne lubrykanty. Smar przylega do nanostruktur i tworzy niezwykle cienką warstwę cieczy na powierzchniach, która jest idealnie gładka, o wiele bardziej niż jakakolwiek powierzchnia stała, mówi Aizenberg. Co więcej, jeśli materiał jest zarysowany, płyn spływa po zarysowaniu, a materiał zachowuje swoją śliskość.

Jeśli zostanie wprowadzony na rynek, materiał może zmniejszyć lub wyeliminować cykle odszraniania w zamrażarkach, co stanowi około jednej czwartej całkowitego zużycia energii przez urządzenie. Wstępne testy rzeczywistych komponentów zamrażarki wykazały, że materiał może zmniejszyć zużycie energii na rozmrażanie o 40 procent, mówi Aizenberg. Oczekuje, że liczba ta wzrośnie, gdy naukowcy zoptymalizują system.

Zamrażarki mogą być pierwszym zastosowaniem tej technologii, ale mogą również działać w większych zastosowaniach, takich jak samoloty, zmniejszając potrzebę czasochłonnych i drogich zabiegów odladzania. Podobnie w przypadku turbin wiatrowych, gdzie lód może spowodować ich zatrzymanie i przestanie wytwarzać energię elektryczną. Lód może wyłączać całe farmy wiatrowe i siać spustoszenie w sieci w miejscach takich jak Kolorado, gdzie energia wiatrowa stanowi obecnie dużą część całkowitego zaopatrzenia w energię elektryczną.

ukryć