Группа исследователей из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне (США) и Университета Кюсю (Япония) разработала способ очень быстрого и эффективного удаления льда с поверхностей, который тратит менее 1% энергии и справляется с задачей в сто раз быстрее, чем традиционные методы разморозки, передает портал EurekAlert!. Описание метода группа представила в журнале Applied Physics Letters.
Вместо обычного размораживания, при котором весь лед тает сверху вниз, начиная с верхнего слоя, ученые разработали метод, при котором лед тает лед «изнутри»: на стыке льда и поверхности. Так в нижнем слое образуется вода, по которой соскальзывает ледяная шапка.
Исследователи решили разработать новый способ разморозки потому, что современные методы тратят огромное количество энергии холодильных систем из-за необходимости периодического размораживания и энергетических систем зданий. По мнению авторов, самым большим источником неэффективности в обычных системах является то, что большая часть энергии, используемой для обработки «антифриз», идет на нагрев других компонентов системы, а не на нагрев наледи или льда.
Поэтому ученые предложили подавать импульс очень сильного тока в то место, где встречаются лед и поверхность, чтобы образовался слой воды. Чтобы гарантировать, что импульс достигает нужного пространства, и не затрагивает верхний слой, на поверхность материала наносят тонкое покрытие из оксида индия и олова (ITO) – пленки-полупроводника, которую часто используют для размораживания. Остальную работу выполняет гравитация.
Чтобы проверить свой способ, ученые разморозили небольшую стеклянную поверхность, охлажденную до минус 15,1 градуса по Цельсию – примерно такая же температура в самых теплых частях Антарктики – и до минус 71 градуса по Цельсию – а это даже холоднее, чем в самых холодных регионах Антарктики. Тест с очень низкими температурами позволил проверить, можно ли применить новый метод в аэрокосмической промышленности. Во всех испытаниях лед удалялся с помощью импульса тока менее, чем за одну секунду.
Группа еще не тестировала свой метод на более сложных поверхностях – например, на крыльях самолета. Но это – дело недалекого будущего.
[Фото: Nenad Miljkovic]
