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
Сердце требует движения
Огромное количество исследователей во всем мире изучает сердечно-сосудистые заболевания и пытается найти универсальное решение. И на самом деле все они сходятся в одном: универсальное решение есть, и это — движение.
Фантастический телескоп
Два года назад NASA запустило в космос уникальную инфракрасную обсерваторию, до сей поры невиданную — телескоп Джеймс Уэбб. Мы уже рассказывали об этом, но не грех и повторить, потому что это настоящее рукотворное чудо.
Петух в зеркале
Есть ли окно, которое позволит нам заглянуть в разум животного? Да, есть! Это — зеркало. Ученые используют специальные тесты с зеркалом, которые называются «зеркальное самоузнавание». Вообще-то есть сомнение в их универсальности и недавно появил...
Недооцененный интеллект
Осьминоги совсем на нас не похожи. И тем не менее они обладают когнитивными способностями, сходными с нашими. У них есть кратковременная и долговременная память. Они способны распознавать людей. Они способны к обучению в игровой форме и им снятся сны...