Když voda zamrzne na kovových površích, je to problém. Letecký průmysl utrácí miliony dolarů a nespočet hodin rozstřikováním odmrazovací tekutiny na křídla letadel, zatímco sedí na čekacích cestách na zimních drahách, zatímco my se osobně dozvídáme o problémech způsobených ledem od doby, kdy jsme je chippingu dělali z našich mrazniček.
Tým vědců z Harvardu zaujal odlišný přístup k odstraňování ledu a námrazy z kovu: Vyvinuli speciální vrstvu, která zabraňuje ulpívání kapek vody a proměně v led.
Odmrazovací letadla mohou být minulostí díky nové vrstvě zvané SLIPS. Foto uživatele wikimedia commons Mulag
Jak je podrobně uvedeno v článku publikovaném v pondělí v ACS Nano, skupina vedená profesorkou Joannou Aizenbergovou vytvořila způsob, jak vyrobit kov potažený tím, čemu říkají „kluzké, tekutinou infuzní porézní povrchy“. Povlak - označený zkratkou SLIPS —Propouští kapičky vody a led jednoduše gravitační silou. Skupina testovala hliníková chladicí žebra potažená SLIPS při teplotě -10 stupňů Celsia a 60% vlhkosti a technologie výrazně překonala typické chladicí systémy „bez mrazu“, pokud jde o zabránění vytváření námrazy v průběhu času.
Konvenční hliníková chladicí žebra (horní řada) byla ve studii jasně překonána ty, které byly potaženy SLIPS (spodní řada). Foto s laskavým svolením Harvard University
Jak funguje SLIPS? Mráz se může držet pouze kusu kovu v důsledku mikroskopických nedokonalostí a defektů, které existují na molekulární úrovni, což způsobuje kapky vody, které se mohou držet, když mrznou. Vědci a inženýři se již dlouho pokoušejí vymyslet, jak vytvořit absolutně hladké kovy, které by tomu zabránily, ale ve velkých výrobních procesech je to skutečně nemožné.
Aizenbergův tým odpověděl vytvořením dvoustupňového procesu - který lze aplikovat na již vyrobené kovy - který představuje zcela hladký povrch prvků, což způsobuje, že se kapky ledu a vody sklouznou, než budou mít šanci přilnout. Nejprve je kov potažen hrubým, porézním pevným materiálem. Pak se aplikuje tekuté mazivo, které se lepí na póry v pevném nanomateriálu a vytváří vnější povrch, který je dokonale plochý na molekulární úrovni, takže samotná gravitace může zabránit tvorbě ledu.
Výsledkem je, že SLIPS lze aplikovat na kovy jakéhokoli tvaru a velikosti, a to i ve velkém měřítku, a řeší všechny druhy problémů spojených s námrazou a mrazem. Na jakémkoli svislém povrchu se ledové pláty vůbec nevytvoří a dokonce i na vodorovných rovinách bude jakýkoli led, který se tvoří, létat s lehkým štětem, protože neexistují žádné nedokonalosti, na které se může vázat. Křídla letadla, zábradlí, schodiště, chladicí zařízení, střechy, značky a další předměty by se pomocí povlaku mohly snadno udržovat bez ledu a námrazy.
Tým také projektuje významné úspory energie v důsledku nové technologie. Současné způsoby odstraňování ledu vyžadují přepravu speciálních chemikálií a zařízení, zatímco materiály ošetřené SLIPS snadno uvolní led s lehkým protřepáním nebo snad i nárazem větru. Látka je také netoxická, antikorozní a působí v prostředích s extrémním chladem a vysokou vlhkostí.
Stejně jako povlak, který jsme zakryli a který umožňuje kečup a snadno se vysouvá z láhve, je to špičková technologie, kterou jsme mohli snadno vidět v každodenním životě. Namísto solení kovových schodišť nebo čekání, když pozemní posádky podvádějí osobní letadla, jsme mohli jen vyrobit konstrukce a vozidla, která začínají odolávat ledu. Jako letní hity, led nemusí být největší starostí ve vaší mysli, ale když zimní hity, budete rádi, že tato posádka vědců byla tvrdě v práci.
