Ko voda zamrzne na kovinskih površinah, je to težava. Letalska industrija porabi milijone dolarjev in nešteto ur, ko razprši tekočino na krilih letal, ko sedijo in čakajo na zimskih vzletno-pristajalnih stezah, medtem ko se osebno seznanimo s težavami ledu, ko jih preživimo iz svojih zamrzovalnikov.
Skupina raziskovalcev s Harvarda je uporabila drugačen pristop k odstranjevanju ledu in zmrzali s kovine: Razvili so poseben premaz, ki preprečuje, da bi se kapljice vode zlepile in spremenile v led.
Letala za razkuževanje so morda stvar preteklosti, zahvaljujoč novemu premazu SLIPS. Avtor fotografije wikimedia commons user Mulag
Kot je podrobno opisano v prispevku, objavljenem v ponedeljek v ACS Nano, je skupina, ki jo je vodila profesorica Joanna Aizenberg, ustvarila način za proizvodnjo kovin, prevlečenih s tako imenovanimi "spolzkimi, tekočimi poroznimi površinami". - odstranjuje kapljice vode in led preprosto z močjo gravitacije. Skupina je preizkusila aluminijaste hladilne plavute, prevlečene s sistemom SLIPS pri –10 stopinjah Celzija in 60-odstotno vlažnosti, tehnologija pa je bistveno presegla značilne hladilne sisteme brez zmrzali v smislu preprečevanja, da bi se mraz sčasoma oblikoval.
Običajne aluminijaste hladilne plavuti (zgornja vrstica) so očitno presegale tiste, ki so bile v študiji obložene s SLIPS-om (spodnja vrstica). Fotografija vljudno univerza Harvard
Kako deluje SLIPS? Mraz se lahko lepi na košček kovine zaradi mikroskopskih nepopolnosti in napak, ki obstajajo na molekularni ravni, zaradi česar se kapljice vode nekaj zalepijo, ko zmrznejo. Znanstveniki in inženirji že dolgo poskušajo ugotoviti, kako ustvariti popolnoma gladke kovine, ki bi preprečile, da bi se to zgodilo, vendar obsežni proizvodni procesi to dejansko onemogočajo.
Aizenbergova ekipa se je odzvala z ustvarjanjem dvostopenjskega postopka - ki ga je mogoče uporabiti na že izdelanih kovinah - ki ima popolnoma gladko površino elementov, zaradi česar se kapljice ledu in vode zdrsnejo, preden se lepijo. Najprej je kovina prevlečena z grobim, poroznim trdnim materialom. Nato nanesemo tekoče mazivo, ki se v trdnem nanomaterialu prilepi na pore in ustvari zunanjo površino, ki je na molekularni ravni popolnoma ravna, tako da samo gravitacija prepreči nastanek ledu.
Zaradi tega se lahko SLIPS nanese na kovine poljubne oblike in velikosti, tudi v velikem obsegu, in rešuje vse vrste težav, povezanih z zaledenitvijo in zmrzali. Na vseh vertikalnih površinah se ledene plošče najprej ne bodo oblikovale, celo na vodoravnih ravninah bo vsak led, ki tvori letenje, letel z rahlim potiskom, saj ni nepopolnosti, na katere bi se lahko priklopil. Krilo letala, ograje, stopnišča, hladilna oprema, strehe, znaki in drugi predmeti bi se lahko enostavno premagali brez ledu in zmrzali s prevleko.
Skupina prav tako načrtuje znatne prihranke energije zaradi nove tehnologije. Trenutni načini odstranjevanja ledu zahtevajo prevoz posebnih kemikalij in opreme, medtem ko bodo materiali, obdelani s SLIPSom, z majhnim vznemirjenjem ali morda celo sunkom vetra zlahka odplavili led. Snov je tudi netoksična, proti korozivna, deluje pa v okolju z ekstremnim mrazom in visoko vlažnostjo.
Tako kot prevleka, ki smo jo pokrivali, ki omogoča kečap in zlahka drsi iz steklenice, je tudi to vrhunska tehnologija, ki bi jo zlahka videli, da vstopa v naše vsakdanje življenje. Namesto da bi solili kovinske stopnišča ali čakali, da zemeljske posadke ledejo potniška letala, bi lahko za začetek samo izdelali strukture in vozila, ki se upirajo ledu. Kot poletni hiti vam led morda ne bo najbolj vzbujal skrbi, toda ko bodo zimske uspešnice, boste veseli, da je posadka znanstvenikov težko delala.
