Cool Tech: Neue Materialien verhindert Eisbildung

Vergessen Sie Streusalz und andere Enteiser Ingenieure haben herausgefunden
wie gekühltes Wasser in seinem Titel zu stoppen, bevor Eis bilden kann.

Die Wissenschaftler denken, dass ihre Labor-Ergebnisse zu einem neuen führen könnte
Art der Beschichtung, kann direkt in verschiedenen Materialien integriert werden und
in naher Zukunft in den Handel gebracht. Sie sagen, wäre das Ergebnis ein
Eis-Prävention-Methode, effizienter und umweltfreundlicher als
die traditionelle Abtau Chemikalien auf Flächen und Straßen verwendet.

"Wir wollten eine völlig andere Takt nehmen und
Design-Materialien, die von Natur aus Eisbildung verhindern, indem das Wasser abstoßende
"Tropfen", sagte Studie Forscher Joanna Aizenberg, Ingenieur an der Harvard University
Universität. "Vom vergangenen Studien, auch merkten wir, dass die Bildung von Eis
ist kein statisches Ereignis. Der entscheidende Ansatz war es, die gesamte
dynamischer Prozess wie Tröpfchen auswirken und auf eine unterkühlte Einfrieren
Oberfläche."

Die Forschung war detailliert Online-9. November in der Zeitschrift ACS
Nano.

Teensy Strukturen

Dazu Aizenberg, Harvards Amy Smith Berylson und Kollegen
Zuerst schaute wie Natur beschäftigt sich mit Wasser (der Vorläufer zu Eis). Sie fanden,
zum Beispiel können, dass Mücken können ihre Augen und Wasserläufer defog halten
Ihre Beine trocknen dank einer Reihe von winzigen Borsten, die Tröpfchen durch Abstoßen
Verringerung der Fläche jeweils Begegnungen.

"Einfrieren beginnt mit Tröpfchen, die Kollision mit einem
Oberfläche,"erklärte Aizenberg. "Aber ist sehr wenig bekannt über das, was
passiert, wenn Tröpfchen Oberflächen bei niedrigen Temperaturen treffen."

Das Team erstellt Flächen, einige von denen in imitieren
Natur, mit teensy Borsten, klingen und miteinander verbundenen Mustern, wie
Waben und Ziegel. Dann sie High-Speed-Videos verwendet, um zu beobachten unterkühlten
Tröpfchen auf diesen Oberflächen.

Sie sah, dass, wenn ein kalter Tropfen eines ihrer nanostrukturierten getroffen
Oberfläche, es zuerst ausbreiten, und dann lief des Prozess in umgekehrter Richtung: das Droplet
zurückgezogen, eine Kugelform und erholte sich von der Oberfläche vor aller Zeiten
haben Sie eine Chance, einzufrieren.

Im Gegensatz dazu, auf eine glatte Oberfläche ohne die strukturierte
Eigenschaften, die Tröpfchen verteilt blieb und schließlich erstarrte.

Anti-Eis-tech

Der nanostrukturierten Materialien verhindern die Bildung von Eis
sogar bis zu Temperaturen so niedrig so niedrig wie minus 13 bis minus 22 Grad
Fahrenheit (minus 25 bis minus 30 Grad Celsius). Unter dem aufgrund der
Kontaktfläche, die verhindert, dass die Tröpfchen voll Benetzung der Oberfläche reduziert,
Eis, die Formen nicht gut halten und ist viel einfacher zu entfernen als die
hartnäckige Blätter, die auf flachen Oberflächen bilden können.

"Wir sehen diesen Ansatz als ein radikaler und dringend benötigte
Verschiebung der Anti-Ice Technologies,"sagte Aizenberg. "Das Konzept der
reibungsfreie Oberflächen, die abzulenken unterkühlten Wassertropfen vor Eis
Keimbildung kann auch auftreten, ist mehr als nur eine Theorie oder ein Proof-of-Principle
Experimente."

In der Tat hat das Team gerade erst begonnen die Prüftechnik in
realen Situationen.

Die Forschung wurde von DARPA (Defense Advanced Research finanziert.
Projects Agency), Wyss Institut für biologisch inspirierte Engineering bei
Harvard University und des U.S. Department of Homeland Security (DHS)
Stipendium und Fellowship-Programm.

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