Nyutviklet isavstøtende belegg er 100 ganger sterkere enn andre


isfly

Kreditt: Unsplash/CC0 Public Domain

En maskiningeniør fra University of Houston har utviklet et spraybart isavstøtende materiale som er 100 ganger sterkere enn noen andre. Det nye slitesterke beleggsmaterialet har blitt testet av Boeing under erosive regnforhold med 385 miles per time og har utkonkurrert dagens toppmoderne romfartsbeleggsteknologier.

Prinsippet for det nye “bruddkontrollerte materialet” ligger i det faktum at for å løsne et eksternt fast objekt fra en overflate (som is fra en flyvinge), må kraft påføres, og den kraften vil uunngåelig føre til dannelse av noen sprekker i grensesnittet. Disse sprekkene (eller bruddene) vokser til gjenstanden løsner fullstendig fra overflaten.

Gjennom et nytt konsept utviklet av Hadi Ghasemi, Cullen førsteamanuensis i maskinteknikk, kan løsrivelse kontrolleres nøyaktig og akselereres.

“Vi utviklet et nytt konsept der du – gjennom materialdesign⁠ – kan akselerere sprekkdannelsen og veksten betraktelig og enkelt fjerne eksterne gjenstander fra overflaten. Dette konseptet er implementert for å utvikle materialer som er svært holdbare, og isen fester seg ikke til disse materialene,” rapporterer Ghasemi i omslagsartikkelen til Materialer Horisonter. Ghasemis forskerteam inkluderer hans doktorgradsstudent, Sina Nazifi. “Brukkkontrollerte overflater gir en rik materialplattform for å veilede fremtidig innovasjon av materialer med minimal vedheft samtidig som de har svært høy holdbarhet,” sa Ghasemi.

En nødvendig løsning

Fra 1990 til 2000 skyldtes 12 % av alle værrelaterte luftkatastrofer ising. I kraftindustrien kan ising i overføringssystemer føre til kollaps av stolper og tårn, brudd på ledere og overslag av isolatorer.

For å bekjempe farene ved ising har det blitt utviklet mange materialer med isavstøtende egenskaper, men mange har en tendens til å ha svært lav holdbarhet, noe som begrenser deres effektivitet.

“Den primære utfordringen med å utvikle isavstøtende materialer er å finne materialer med både lav isvedheft og god holdbarhet,” sa Ghasemi.

Hans nye materiale tilbyr begge deler.

Dette nye grunnleggende konseptet med bruddkontrollerte materialer baner vei for innovasjoner innen materialer for romfart, vindkraft og andre industrielle og kommersielle applikasjoner hvor glasur er et problem. Isoppbygging på vindturbiner kan føre til en nedgang på 80 % kraftproduksjon som kan unngås gjennom disse nye beleggsmaterialene, ifølge forskerne.


Forskere rapporterer om gjennombrudd innen isavvisende materialer


Mer informasjon:
Sina Nazifi et al, Bruddkontrollerte overflater som ekstremt slitesterke isavstøtende materialer, Materialer Horisonter (2022). DOI: 10.1039/D2MH00619G

Sitering: Nyutviklet isavstøtende belegg er 100 ganger sterkere enn andre (2022, 12. september) hentet 13. september 2022 fra https://phys.org/news/2022-09-newly-ice-shedding-coating-stronger.html

Dette dokumentet er underlagt opphavsrett. Bortsett fra enhver rettferdig handel med formålet med private studier eller forskning, kan ingen del reproduseres uten skriftlig tillatelse. Innholdet er kun gitt til informasjonsformål.