Образование льда на различных поверхностях уже давно является проблемой, создающей проблемы для дорог, самолетов, ветряных турбин и линий электропередач. Однако недавно ученые Даляньского технологического университета разработали принципиально новое решение этой проблемы. Они создали новую структуру из медных нанопроводов, которая способна пассивно очищать поверхности от льда с эффективностью, приближающейся к 100%.
Системы антиобледенения разрабатывались и испытывались в течение многих лет, но многие из них требуют нанесения химических покрытий или включают наноразмерные структуры, препятствующие сцеплению воды и льда. Другие используют электричество для нагрева поверхностей, пропитанных графеном или углеродными нанотрубками, третьи - магнитные покрытия, позволяющие льду легко соскальзывать с них.
Специалисты Даляньского технологического университета применили иной подход. Они разработали сборки медных нанопроводов, которые могут нагревать поверхности, не требуя искусственного источника энергии. Вместо этого такие структуры используют энергию солнечного света, эффективно поглощая и распределяя тепло по всему массиву.
Проведя ряд экспериментов, исследователи определили наиболее эффективные конструкции медных нанопроводов. Было обнаружено, что вертикально расположенные нанопроволоки с минимальным зазором между ними (2-3 мкм) способны улавливать более 95% попадающего на них солнечного света. Высокая теплопроводность меди позволила эффективно распространять тепло по всей поверхности. В результате была получена супергидрофобная поверхность с эффективностью размораживания, приближающейся к 100%.
Несмотря на перспективность данной технологии, исследователи признают, что существуют проблемы, требующие решения при масштабировании производства. Сюэху Ма (Xuehu Ma), соответствующий автор исследования, заявил: "Необходимо разработать более общие методы обработки микро/наноматериалов для повышения эффективности производства, масштабирования материала и долговечности поверхности".
Несмотря на эти трудности, концепция дизайна медных нанопроволочных структур служит компасом для будущих исследований, особенно в холодных районах, где ощущается нехватка электроэнергии.
