Новые перспективы борьбы с обледенением

А.И. Курамшин

pic_2019_03_10-1.jpg

Лед не в состоянии удержаться на новой поверхности

Зима приносит убытки энергетике, транспорту, коммунальному хозяйству и частным лицам — из-за обледенения самолетов задерживаются авиарейсы; обрываются провода линий электропередачи, оставляя без электроэнергии целые города; пешеходы скользят и падают. Идеи эффективных и устойчивых к условиям окружающей среды антиобледенительных средств разбиваются об упорное нежелание льда покидать поверхность, на которой он формируется. Исследователи из Университета Хьюстона сообщают о новой физической теории — локализации напряжения, с помощью которой можно предсказывать и корректировать свойства новых материалов. Предсказания, полученные с помощью теории, позволили разработать покрытие из кремнийорганического полимера, предотвращающее образование льда на любой поверхности («Materials Horizons», 2019; doi: 10.1039/C8MH01291A).

Руководитель исследования Хади Гасеми заявляет, что их теория исключает из разработки новых материалов метод проб и ошибок, заменив его стройным физическим подходом. По его словам, достаточно задать желаемые свойства будущего материала — антиобледенительный, антибактериальный или какой-нибудь другой — и, пользуясь принципом локализации напряжения, предсказать, какой материал нужно синтезировать. Впрочем, основы теории локализации напряжения для разработки ни антиобледенительных, ни антимикробных материалов в статье не раскрываются. Тем не менее исследователи утверждают, что именно с помощью новой теории они смогли получить материал, энергия адгезии льда к которому не превышает 1 кПа (для существующих ныне поверхностей она составляет 20–100 кПа). Этот кремнийорганический полимер гораздо более льдофобен, чем известные антиобледенительные материалы, в том числе и разработанные Гасеми и его коллегами ранее.

Новый полимер использует локализацию упругой энергии, благодаря которой в областях контакта с материалом лед трескается. В результате требуются минимальные усилия для того, чтобы лед оторвался от поверхности, — например, для удаления его с корпуса и крыльев самолета, если они будут обработаны этим составом, хватит несильного встречного потока воздуха. Кремнийорганическое покрытие можно нанести на любую поверхность простым распылением, оно отличается высокой механической прочностью и устойчивостью к ультрафиолету.

Разные разности
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...
Слезы как оружие
Женщины прекрасно знают, что стоит пустить в ход слезы, как еще секунду назад грозный, орущий и злобный мужчина вдруг обмякает, теряется и становится похожим на кроткую овечку. Откуда такая обезоруживающая сила женских слез? В чем здесь дело?