REKLAMA

Newsletter

Dołącz do newslettera:
Zaznacz, jakie informacje Cię interesują:

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych przez wydawcę serwisu rynekfarb.pl w celu realizacji usługi „Newsletter rynekfarb.pl". Zapoznałem/zapoznałam się z pouczeniem dotyczącym prawa dostępu do treści moich danych i możliwości ich poprawiania. Jestem świadom/świadoma, iż moja zgoda może być odwołana w każdym czasie, co skutkować będzie usunięciem mojego adresu e-mail z listy dystrybucyjnej usługi.

Potwierdzam zaznajomienie się z Instrukcją dla subskrybentów oraz z Polityką prywatności.

Kliknij i zapisz się bezpłatnie do naszego newslettera ›

Powłoka antyoblodzeniowa… inna niż wszystkie

Pomysły na warstwy antyoblodzeniowe wyrastają ostatnio jak grzyby po deszczu. Propozycja naukowców z University of Michigan reprezentuje jednak zupełnie inne podejście niż dotychczasowe rozwiązania – nie jest to powierzchnia superhydrofobowa, odpychająca wodę, a tym samym zapobiegająca powstawaniu lodu, ale gumowata warstwa która sprawia, że pod wpływem sił grawitacji lub podmuchów wiatru lód… po prostu odpada.

powłoka antyoblodzeniowa

Fot. University of Michigan, Materials Science and Engineering

Technologia zaproponowana przez badaczy z University of Michigan to cienka, przezroczysta, nanoszona natryskowo powłoka. Dzięki jej lekko elastycznej strukturze lód już po przyłożeniu minimalnej siły po prostu odpada od powierzchni.

Woda nie ma znaczenia

Do tej pory w ramach badań dotyczących powłok antyoblodzeniowych naukowcy skupiali się na tym, aby uzyskana warstwa była hydrofobowa lub bardzo śliska. Podobnie było początkowo w przypadku badaczy z University of Michigan. Kiedy jednak zorientowali się oni, że powłoki o odpowiedniej, gumowatej strukturze są skuteczniejsze w walce z lodem niż warstwy odpychające wodę, zmienili kierunek badań. Zamiast pokładać nadzieję w chemii postanowili skorzystać z dobrodziejstw fizyki.

W tym przypadku zachowanie względem wody nie ma żadnego znaczenia, bowiem odpadanie lodu od powierzchni spowodowane jest zjawiskiem zachodzącym między ciałami stałymi, tzw. kawitacją międzyfazową (ang. interfacial cavitation). W normalnych warunkach dwie sztywne powierzchnie – jak np. lód i szyba samochodu – mogą ściśle do siebie przylegać i ich rozdzielenie wymaga dużej siły. W przypadku jednak lodu i gumowatej warstwy, za sprawą kawitacji międzyfazowej, wiązanie nie jest tak silne – nawet niewielka siła może zdeformować warstwę, a wskutek tego zostaje przerwane jej połączenie z lodem i ten odpada. Jak wyjaśnia prof. Tuteja:

Nikt nie wpadł wcześniej na to, że gumowata powłoka może w jakiś sposób wpłynąć na adhezję lodu. Lód to zamarznięta woda, wszyscy więc zakładali, że odpychająca lód warstwa musi również odpychać wodę. I to ich mocno ograniczało.

Na samolot i na lodówkę

Rozwiązanie naukowców z University of Michigan jest również bardziej wytrzymałe niż dotychczas stosowane warstwy antyoblodzeniowe. Gumowata powłoka przeszła pozytywnie szereg badań, w tym próbę wytrzymałości na odrywanie, testy w komorze solnej, badanie odporności na wysoką temperaturę i wytrzymałości abrazyjnej oraz setki cykli zamrażania i rozmrażania.

Najważniejsze zastosowania dla powłok antyoblodzeniowych, jakie przychodzą nam do głowy, to zabezpieczanie samolotów, linii energetycznych, platform, po których poruszają się robotnicy oraz samochodów. Ale gumowata warstwa chroniąca przed lodem może być też wykorzystana na przykład przy produkcji lodówek, gdzie obecnie wydaje się ogromne pieniądze na systemy odmrażające. Powłoka mogłaby przejąć ich rolę, nie zużywając zupełnie energii, a przy tym zwiększając wydajność domowych i przemysłowych lodówek o 20%.

Powłoka na miarę potrzeb

Tym, co faworyzuje technologię badaczy z Michigan w stosunku do innych rozwiązań, jest możliwość sterowania właściwościami powłoki, przez co można modyfikować stopień jej lodofobowości oraz wytrzymałości. Miękkie powierzchnie w większym stopniu odpychają lód, ale są niezbyt wytrzymałe, twardsze zaś – na odwrót.

Jak wyjaśnia Kevin Golovin, student biorący udział w tym projekcie badawczym, dzięki temu można ściśle dostosować powłokę do konkretnego zastosowania. Na przykład powłoki na samoloty muszą być bardzo wytrzymałe, ale nie wysoce lodofobowe, ponieważ w trakcie lotu silny wiatr i wibracje bez trudu „zepchną” lód z powierzchni. Natomiast powłoki na lodówki i zamrażarki mogą być mniej wytrzymałe, ale muszą być bardzo lodofobowe, ponieważ do „strącenia” lodu musi im wystarczyć tylko siła grawitacji i delikatne wibracje.

Prof. Tuteja dodaje, że prawdopodobnie pierwszym komercyjnym zastosowaniem opracowanych przez jego zespół powłok będzie powlekanie opakowań na mrożoną żywność. Na zastosowanie tego rozwiązania na samochodach czy samolotach trzeba będzie prawdopodobnie poczekać kilka lat, ze względu na surowe wymagania związane z wytrzymałością i bezpieczeństwem, jakie spełnić muszą najpierw tego typu produkty. Prace nad udoskonaleniem technologii wciąż jednak trwają.

Artykuł na ten temat opublikowano w czasopiśmie „Science Advances”.

Źródło: european-coatings.com

Czytaj również

Oceń artykuł:
Oceń pozytywnieOceń negatywnie
50%
50%
Ocen: 0
Loading...Loading...
Napisz do redakcji
Podziel się

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

 REKLAMA