Аэропорты загружены, особенно зимой. Пока пассажиры ждут посадки, задержки удлиняются, когда самолеты необходимо заправить тысячами галлонов противообледенительных жидкостей, которые помогают им бороться с холодной зимой. Но как только самолет взлетает, большая часть жидкости уходит с поверхности самолета и в конечном итоге загрязняет пресноводные ручьи и озера.
Стремясь сделать более эффективный продукт, невосприимчивый к льду, для таких требовательных отраслей и потребителей, Сушант Ананд, доцент кафедры машиностроения UIC, и Рукмава Чаттерджи, доктор философии UIC. студент, разработали долговечную альтернативу обычным антиобледенителям. Они говорят, что это может принести пользу и другим отраслям.
«Мы поставили под сомнение срок службы криопротекторов и искали новые способы повышения их эффективности», — сказал Ананд. «Гликоли очень быстро растворяются в воде и смываются еще до взлета самолета, и это серьезная проблема, которая стоит сотни миллионов долларов — большая часть которых буквально попадает в канализацию. Мы подумали, почему бы не улучшить такие химикаты. себя, и создавать альтернативы, которые могут прослужить дольше, но при этом более экологичны. И это то, что мы в итоге сделали».
Для достижения своей цели исследователи разработали обширное семейство из более чем 80 антифризных покрытий, которые можно классифицировать как полимерные растворы, эмульсии, кремы и гели. Составы можно легко наносить на алюминий, сталь, медь, стекло, пластик или любую промышленную поверхность без предварительной подготовки или дорогостоящей обработки поверхности.
«Наши покрытия представляют собой пакет «все в одном», который может задержать образование инея на долгие часы и одновременно заставить любой лед, образовавшийся на его поверхности, легко отделиться от легкого ветерка или простого наклона подложки», — сказал Чаттерджи.
Об их работе сообщается в статье Advanced Materials под названием «Семейство морозостойких и ледофобных покрытий».
Покрытия представляют собой семейство составов на основе материалов с фазовым переходом и многофункциональных покрытий, которые могут адаптировать адгезию твердых загрязняющих веществ к функциональным поверхностям, начиная от льда и заканчивая бактериями, независимо от присущей им структуры материала и химического состава. Это было разработано путем регулирования того, как химические вещества выщелачиваются из системы материалов, и путем создания смазочного поверхностного слоя, который является одновременно скользким и незамерзающим по своей природе.
Гели-антифризы также прозрачны, что очень важно для таких устройств, как светофоры, фонари взлетно-посадочной полосы, помогающие пилотам при посадке, ветровые стекла автомобилей или окна зданий.
«Представьте, что вы покрываете свои умные часы нашим гелем, который может препятствовать обледенению в холодных негативах, одновременно предотвращая любое бактериальное загрязнение», — сказал Чаттерджи.
«Поскольку наши антиобледенительные спреи являются биологически чистыми и антибактериальными, мы даже думаем, что есть потенциал для их использования в сельском хозяйстве, чтобы предотвратить гибель урожая от сильных морозов», — сказал Ананд. «Но это несбыточная мечта, и нам нужно провести больше исследований, чтобы увидеть, будет ли какое-либо долгосрочное неблагоприятное воздействие на растения».
Всемирная заявка на патент под названием «Композиции и методы для предотвращения образования льда на поверхностях» была подана Управлением по управлению технологиями UIC.
«У этих материалов есть большой потенциал для многих приложений, и я думаю, что день, когда появятся коммерческие версии наших материалов, только приближается», — сказал Ананд.
