Ледът опустошава повърхностите, но може би имаме нов начин да предотвратим натрупването му. Учени от Северозападния университет са доказали, че текстурирани повърхности с тънки слоеве графенов оксид могат да останат напълно незамръзнали за дълъг период от време, пише New Atlas.
Когато върху повърхностите се натрупат скреж, лед и сняг, това може да доведе до различни проблеми. Пътищата и тротоарите стават хлъзгави и опасни, електропроводите могат да се повредят, а аеродинамиката на крилата на самолетите може да бъде засегната. Борбата с натрупването на лед обикновено включва сол, топлина или добрите стари лопати, но това е свързано съответно с разходи за околната среда, енергия и усилия.
Сега учени от Северозападния университет са открили нов начин за изработване на повърхности, които не допускат замръзване. Той започва с текстура, вдъхновена от листата, които имат малки върхове и долини, които пречат на замръзването да се разпространява равномерно по повърхността. В проучване от 2020 г. екипът установява, че добавянето на този вид повърхностна структура в размер на милиметри помага да се намали образуването на замръзване с до 80 %.
В новото проучване изследователите са направили няколко стъпки напред. Те добавят много тънък слой графенов оксид, с дебелина само 600 микрометра, към повърхността на долините, които са широки само 5 мм между всеки връх.
Проба от новата повърхност (вдясно), покрита с графенов оксид, предотвратява образуването на замръзване. Източник: Northwestern University
„Графеновият оксид привлича водните пари и след това задържа водните молекули в структурата си“, казва Кю-Чул Кенет Парк, водещ автор на изследването. „Така че слоят графенов оксид действа като контейнер, който предотвратява замръзването на водните пари. Когато комбинирахме графеновия оксид с повърхността на макротекстурата, тя дълго време устояваше на замръзване при висока степен на пренасищане. Хибридната повърхност се превръща в стабилна, дълготрайна зона, свободна от замръзване“.
Разбира се, новата повърхност е устояла на 100% на образуването на замръзване в продължение на повече от 150 часа, което е почти седмица. Това е много по-дълго от повечето други видове ледоустойчиви покрития, и то пасивно, без да изисква електричество или активни компоненти. Самата повърхност също би трябвало да е дълготрайна.
„Повечето други повърхности против заледяване са податливи на увреждане от драскотини или замърсяване, което с времето влошава характеристиките на повърхността“, казва Парк. „Но нашият механизъм за защита от замръзване демонстрира устойчивост на драскотини, пукнатини и замърсявания, което удължава живота на повърхността.“
Екипът твърди, че новата структура на повърхността може да се прилага навсякъде, където замръзването се превръща в неудобство - върху повърхности на превозни средства и самолети, електропроводи, вътрешността на фризери, може би дори върху тротоари и пътища.
Изследването е публикувано в списание Science Advances.
