Создан материал, предотвращающий обледенение благодаря энергии Солнца

Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) разработали трехслойный материал, который поглощает солнечное излучение и, удерживая его, предотвращает оледенение поверхности. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Образование льда — угроза для многих приборов, включая самолеты и ветряные турбины. Существующие сегодня методы борьбы не всегда эффективны: к примеру, супергидрофобные структуры связывает иней, что делает всю систему бесполезной, — поэтому ученые совершенствуют их. Исследователи из MIT изобрели недорогой материал, который не нуждается в дополнительных источниках энергии и использует для предотвращения обледенения излучение Солнца. Они назвали его фототермальной ловушкой (photothermal trap).

Он состоит из трех слоев. Первый слой — композитный, в него входят керамические и металлические вещества (cermet). Благодаря своей структуре, он поглощает 95 процентов солнечного излучения, а отдает только три. Проблема в том, что он выделяет тепло исключительно в тех местах, где на него падает свет, и при этом отдает часть энергии в нижележащие слои.

Для решения этих проблем инженеры добавили второй слой — алюминий — толщиной всего 0,4 миллиметра. Металл получает тепло от верхнего слоя и распределяет его по всей поверхности. По словам профессора Крипы Варанаси (Kripa Varanasi), из-за скорого теплого отклика нагревание происходит быстрее замерзания.

Третий слой — пеноизоляция, которая позволяет удерживать тепло в пределах первых двух и не пускает его ниже. Таким образом, когда нагревается первый слой, тепло, благодаря второму, распределяется по всей поверхности. Нижняя часть льда тает, и образуется тонкая прослойка из воды, поверхность становится скользкой, поэтому остальная часть льда просто соскальзывает. Ученые уже провели тесты в лаборатории с искусственным освещением и под открытым небом — все они оказались успешными. В будущем технологию можно будет использовать не только в самолетах, но и на крышах обычных домов.

Вы также можете посмотреть видео, в котором показано, что будет, если смешать расплавленный алюминий с ледяным жидким азотом и твердым диоксидом углерода, также известным как сухой лед.