Grafénové povrchy inšpirované listami odpudia námrazu na týždeň
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 13. 11. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Ľad spôsobuje na povrchoch zmätok, ale možno budeme mať nový spôsob, ako zabrániť jeho hromadeniu. Vedci zo Severozápadnej univerzity ukázali, že textúrované povrchy s tenkými vrstvami oxidu grafénu môžu zostať úplne bez mrazu po dlhú dobu.
Keď sa na povrchu vytvorí námraza, ľad a sneh, môže to spôsobiť rôzne problémy. Cesty a chodníky sa stávajú šmykľavými a nebezpečnými, môže sa poškodiť elektrické vedenie a môže byť ovplyvnená aerodynamika krídel lietadiel. Boj proti hromadeniu ľadu zvyčajne zahŕňa soľ, teplo alebo staré dobré lopaty, ale to všetko je spojené s nákladmi na životné prostredie, energiu a úsilie.
Teraz vedci zo Severozápadnej univerzity vyvinuli nový spôsob výroby mrazuvzdorných povrchov. Začína textúrou inšpirovanou listami, ktoré majú malé vrcholy a priehlbiny, ktoré zabraňujú rovnomernému šíreniu mrazu po povrchu. V štúdii z roku 2020 tím zistil, že pridanie tohto druhu povrchovej štruktúry v mierke milimetrov pomohlo znížiť tvorbu námrazy až o 80 %.
V novej štúdii to vedci posunuli o niekoľko krokov ďalej. Pridali veľmi tenkú vrstvu oxidu grafénu s hrúbkou len 600 mikrometrov na povrch priehlbín, ktoré boli medzi každým vrcholom široké len 5 mm.
„Oxid grafénu priťahuje vodnú paru a potom obmedzuje molekuly vody vo svojej štruktúre,“ povedal Kyoo-Chul Kenneth Park, hlavný autor štúdie. „Takže vrstva oxidu grafénu pôsobí ako nádoba, ktorá zabraňuje zamrznutiu vodnej pary. Keď sme spojili oxid grafénu s povrchom makrotextúry, dlho odolával mrazu pri vysokom presýtení. Hybridný povrch sa stáva stabilnou, dlhotrvajúcou zónou bez mrazu.“
Samozrejme, nový povrch odolal 100% tvorbe námrazy viac ako 150 hodín, čo je takmer týždeň. To je oveľa dlhšie ako väčšina ostatných typov povlakov odolných voči ľadu, a to pasívne, nevyžaduje žiadnu elektrinu ani aktívne komponenty. Samotný povrch by mal mať tiež dlhú životnosť.
„Väčšina ostatných nemrznúcich povrchov je náchylná na poškodenie v dôsledku poškriabania alebo kontaminácie, čo časom znižuje výkon povrchu,“ povedal Park. „Ale náš mechanizmus proti zamrznutiu demonštruje odolnosť voči škrabancom, prasklinám a nečistotám, čím predlžuje životnosť povrchu.“
Tím hovorí, že nová štruktúra povrchu by sa dala použiť všade, kde by mráz obťažoval – na povrchy vozidiel a lietadiel, elektrické vedenia, vnútrajšok mrazničiek, možno aj chodníky a cesty. Výskum bol pritom nedávno publikovaný v magazíne Science Advances.
