Led je tokom zimskih meseci jedan od glavnih razloga propadanja konstrukcija i objekata, od puteva i ulica, preko distributivnih mreža i aerodromskih pista, do fasada i krovova zgrada. Borba sa ledom podrazumeva upotrebu soli, direktno zagrevanje ili upotrebu hemikalija koje će pokrenuti topljenje, ali svaka od ovih metoda negativno utiče na samu površinu na kojoj se formira led.
Zato naučnici sa Harvarda rade na stvaranju materijala koji mogu da spreče pojavljivanje leda na površinama tih materijala. U poslednjem izdanju časopisa ACS Nano oni tvrde da su uspeli da razviju materijale koji mogu da se primenjuju ne samo u avio industriji već i za asfaltiranje puteva, za građevinske konstrukcije, distributivne sisteme za prenos energije, i praktično za sve slučajeve gde fizičke i hemijske metode otklanjanja leda ostavljaju posledice.
- Želimo da se led uopšte ni ne stvara tako da ne bismo morali ni da ga uklanjamo - kaže Joanna Aizenberg, vođa tima naučnika na ovom projektu.
Kada na konvencionalnu površinu padne kapljica vode onda se raširi i zaledi, "zalepljena" za podlogu, stvarajući tako pogodnu površinu za zamrzavanje drugih kapljica. Tako vremenom cela površina bude prekrivena debljim ili tanjim slojem leda.
Ali na Harvardu su uspeli da razviju super-hidrofobične površine. One se sastoje od mikro geometrijskih struktura (nano obloga u vidu zida od opeke i drugih struktura - vidi ilustraciju iznad) koje odbijaju kapljice vode i teraju ih da "odskoče" pre nego što stignu da se rašire po materijalu i zalede.
- Glavna karakteristika ovih struktura jeste da su skoro bez trenja - objašnjava Joanna - Kapljice su odbijene pre nego što stignu da se zamrznu.
Naučnici su na izvedenim testovima zaključili da dobijeni materijali ne zaleđuju do temperatura od 30 stepeni ispod nule (-30°C), što je daleko niže i od industrijske regulative za zaleđivanje.
Ali, čak i kada se led formira na nižim temperaturama, on ima veoma slabu vezu sa podlogom i potrebnan je samo deseti deo snage da se ukloni u odnosu na onu koja je potrebna kada je led na konvencionalnoj površini. Zato je na temperaturama ispod -30°C moguće ukloniti led i jednostavnim strujanjem vazduha.
|
Priprema za komercijalizaciju nano obrade materijala protiv zamrzavanja Ove nanostrukture mogu biti instalirane u metal, gumu, i druge materijale. Naučnici trenutno rade na završnim eksperimentima i načinima za komercijalizaciju proizvoda. Oni ne mogu još uvek da kažu koliko bi dodavanje ovog nanosloja na materijale povećalo njihovu cenu ali predviđaju da neće biti tolika da u potpunosti obeshrabri one koji pomisle da primene novu tehnologiju. Takođe, u toku su i testiranja trajnosti ovakve obrade koja treba da odgovore na pitanje da li će, i posle koliko vremena i ciklusa zamrzavanja, materijalu biti potrebno obnavljanje nano sloja. Testovi trajnosti izvode se u vetro-tunelima kako bi se laboratorijski uslovi približili onim realnim. |
Linkovi:
- Joanna Aizenberg, Harvard - http://www.seas.harvard.edu/aizenberg_lab/
