تکنولوژی

دانشمندان سطحی ابداع کردند که یک هفته یخ نمی‌زند

هنگامی که یخ و برف روی سطوح جمع می‌شود، می‌تواند انواع مشکلاتی را به وجود آورد. جاده‌ها و پیاده‌روها لغزنده و خطرناک می‌شوند، خطوط برق امکان آسیب دیدن را پیدا می‌کنند و آیرودینامیک بال‌های هواپیما تحت تأثیر قرار می‌گیرد. مقابله با تجمعیخ به روش‌های معمول شامل استفاده از نمک، گرما یا بیل‌های قدیمی است، اما این راه‌حل‌ها به ترتیب با هزینه‌های زیست‌محیطی، انرژی و تلاش زیاد همراه هستند.

به نقل از نیواطلس، اکنون دانشمندان دانشگاه نورث‌وسترن روش جدیدی برای ساخت سطوح ضدیخ ابداع کرده‌اند. ساخت این سطوح با بافتی الهام‌گرفته از برگ‌ها آغاز می‌شود که دارای برآمدگی و فرورفتگی‌های کوچکی هستند که از پخش شدن یکنواخت یخ روی سطح جلوگیری می‌کنند.

در یک مطالعه در سال ۲۰۲۰، محققان دریافتند که افزودن این نوع ساختار سطحی در مقیاس می‌لی‌متری، از افت راه‌اندازی یخ‌زدگی تا ۸۰ درصد پشتیبانی می‌کند.

ساخت سطحی که تا یک هفته یخ نمی‌زند

کیو چول کنت پارک، نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید اکسید گرافن بخار آب را جذب می‌کند و سپس مولکول‌های آب را در ساختار خود به دام می‌اندازد. به این دلیل، لایه اکسید گرافن همانند یک ظرف عمل می‌کند تا از یخ‌زدن بخار آب جلوگیری کند. هنگامی که ما اکسید گرافن را با سطح برآمده ترکیب کردیم، در برابر یخ‌زدگی برای زمان طولانی در حالت فوق اشباع بالا مقاومت کرد. این سطح ترکیبی برای مدتی پایدار و طولانی عاری از یخ‌زدگی باقی ماند.

این سطح تازه، بیش‌تر از ۱۵۰ ساعت که تقریبا معادل یک هفته است، به طور ۱۰۰ درصد در برابر راه‌اندازی یخ مقاوم ماند. این زمان، بسیار طولانی‌تر از دیگر انواع پوشش‌های مقاوم در برابر یخ است و به طور غیر‌فعال انجام می‌شود و نیازی به برق یا اجزای فعال ندارد. خود سطح نیز ماندگاری طولانی‌مدتی خواهد داشت.

پارک افزود اکثر سطوح ضدیخ‌زدگی در معرض آسیب ناشی از خراش یا آلودگی هستند که کارکرد سطح را در طول زمان کاهش می‌دهد. اما مکانیسم ضدیخ ما در برابر خراش‌ها، ترک‌ها و آلودگی‌ها مقاوم است و عمر سطح را افزایش می‌دهد.

این ساختار سطحی تازه را می‌توان در هر جایی که یخ‌زدگی مزاحم کار است، برای مثال روی سطوح ماشین و هواپیما، خطوط برق، داخل یخچال‌ها، احتمالا حتی پیاده‌روها و جاده‌ها اعمال کرد.