Наноматериалы борются с обледенением

// // Новое //

Ученые из Гарвардского университета разработали и показали в работе наноматериалы, которые препятствуют образованию обледенения. Это открытие поможет создать новые способы защиты от наледи крыльев самолетов, зданий, линий электропередач и автомагистралей даже в условиях сильного холода и пурги, причем отталкивающий слой будет встроен в материал при его производстве, вследствие чего отпадет необходимость в постоянном применении жидкостей и аэрозолей против обледенения.

Разработка была произведена учеными из Гарварда под руководством Джоанны Айзенберг и Эми Смит Берильсон, которые сосредоточили усилия не на борьбе с обледенением, а на предотвращении его нарастания. «Мы хотели создать совершенно новый материал, который бы препятствовал обледенению», - говорит Д. Айзенберг, - «Более ранние исследования показали, что формирование льда не является мгновенным процессом. Следовательно, нужно было тщательно изучить в его динамике процесс того, как капли воды замерзают на сверхохлажденной поверхности».

Для начала ученые обратились к некоторым изящным решениям в мире живой природы. Например, комары умеют стирать влагу с глаз лапками, а водомерки скользить по воде, поскольку на кончиках их лапок находится щетка из микроволосков, отталкивающих воду за счет уменьшения поверхности контакта.

«Замерзание начинается, когда капли касаются поверхности. Но мы очень мало знаем о процессах, которые начинаются в этот момент» - объясняет Д. Айзенберг.

Чтобы разобраться в этих процессах, ученые просматривали высокоскоростную видеозапись процесса того, как капля ударяется о холодную поверхность. Выяснилось, что после  удара о наноструктурированную поверхность капля вначале растекается в блин, но затем снова собирается в шар и отскакивает от поверхности. Капля же, ударившаяся об обычную поверхность, так и остается в растекшемся состоянии и замерзает.

О ходе дальнейшей разработки рассказывает в статье наша соотечественница, аспирантка из лаборатории Л. Айзенберг Лидия Мищенко: «Мы сделали много  поверхностей различной формы – в виде пластинок, щетинок, взаимосвязанных сложных поверхностей, кирпичиков и сот».  С их помощью ученые построили точную динамическую картину процессов, происходящих при ударении о поверхность капли.

Ученые выяснили, что материалы с наноструктурированной поверхностью предотвращают  даже при температуре ниже 25-30 градусов по Цельсию. При более низких температурах, вследствие сокращения зоны контакта капли не увлажняют поверхность полностью, лед плохо пристает к поверхности и его легче удалить по сравнению с наслоениями льда, которые образуются на плоской поверхности.
«Мы считаем, что наша разработка может стать важным шагом в развитии технологий против обледенения» - говорит Айзенберг. «Концепцию поверхностей, которые отталкивают переохлажденные капли воды до того, как они замерзают, можно реализовать не только в теории или экспериментах, но и в практическом широком применении».

На правах рекламы: рассчитать кредит на автомобиль Land Rover в онлайн-режиме.