ТеорФизика
Стерлитамакский филиал БашГУ

Главная » 2012 » Июнь » 14

Новый виток в истории антифризов: ученые создают поверхности, лед на которых едва ли появится при охлаждении.

14.06.2012 1541 5.0 yelena_belashova
Группа исследователей из Гарвардского университета нашла способ избавить металлические поверхности от образования наледи и инея. Обработанная поверхность «сбрасывает» с себя даже мельчайшие только начинающие появляться капли конденсата и льда. Новая технология не даст сформироваться ледяной корке. Даже если какой-нибудь кусочек наледи и сможет образоваться, он просто соскользнет с поверхности.

Опубликована информация по этим разработками была 10-го июню в ACS Nano он-лайн, как «горячий», только что полученный материал. Разработка имеет широкий спектр применения. Она может использоваться для поверхностей различных металлов используемых в системах охлаждения, ветреных турбинах, в самолето- и судостроении, а также в других строительных областях.

Группа исследователей, находящаяся под руководством Джоанны Айзенберг  и Эми Смит Берильсон (профессор материаловедения Гарвардской школы инженерных и прикладных наук) выдвинула идею о том, что можно создать поверхность, которая будет отталкивать ледяное покрытие. Вдохновила их на это природа, а именно лист лотоса, который обладает способностью отталкивать воду. Однако в условиях повышенной влажности, при низких температурах, когда поверхностная текстура покрывается конденсатом, поверхность затем покрывается льдом.

По словам Джоан Айзенберг, отсутствие какого-либо практического способа препятствовать появлению на поверхностях конденсата, его замерзанию и прочному закреплению (а также появлению различных дефектов и неоднородности поверхности вследствие этого) подняло вопрос о том, может ли твердая поверхность в условиях высокой влажности и при температурах образования льда быть ледо-отталкивающей (то есть устойчивой к образованию наледи и инея).

Чтобы решить эту проблему, ученые разработали кардинально новую технологию, которая подходит для условий высокой влажности и сверхвысокого давления. Технология получила название SLIPS (технология заряженных пористых поверхностей для отталкивания жидкости). Поверхность обрабатывается специальным  покрытием (где есть «спрятанный» нано структурированный слой) и способна отталкивать капли воды, конденсат, иней и даже наледь.

Сложность состояла в том, чтобы применить эту технологию на металлических поверхностях, которые встречаются и используются повсеместно: начиная с самолетов и заканчивая обычными поручнями. Джоан и ее группа исследователей нашли способ, как покрыть металлическую поверхность обтирочным материалом, чтобы разработанный ими смазочный материал можно было нанести и закрепить. Обтирочный материал может принимать любую форму, надежно фиксируя смазку, что позволяет применять его в широких масштабах даже на поверхностях произвольной формы. Это покрытие также не токсично и устойчиво к коррозии.

Чтобы продемонстрировать надежность новой технологии, ученые успешно применили ее на охлаждающих ребрах холодильника, тестирование проходило в течении длительного времени при очень низких температурах. В сравнении с уже имеющимися  технологиями No-frost, их новый метод полностью предотвратил замерзание и показал себя как более эффективный.

Как утверждает Джоан Айзенберг, их технология значительно отличается от технологий, в основе которых положен принцип листа лотоса, которые не справляются со своей влагоотталкивающей задачей при высокой влажности. Результаты исследований ее группы, их нововведение позволяет полностью предотвратить образование наледи при температурах чуть ниже нуля, а также значительно сокращает накопление льда и его налипание на поверхностях при низких температурах. В дополнении эта технология позволит в разы снизить затраты на электроэнергию и т.д.

Источник материала: phys.org
Комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Сайт управляется системой uCoz