Американские и китайские ученые создали покрытие на базе частиц оксида графена, которое предотвращает появление обледенения на протяжении недели или значительно более длительного времени даже при сверхвысокой насыщенности воздуха влагой. Это покрытие позволит защитить провода и элементы инфраструктуры ото льда, сообщила пресс-служба американского Северо-Западного университета (NWU).
«Оксид графена вбирает в себя пары воды и мешает ее молекулам покинуть его толщу, в результате чего он превращается в своеобразный «контейнер», который не позволяет пару превратиться в лед. При нанесении на особо структурированную поверхность, он превращается в покрытие, способное предотвращать появление ледовой корки на протяжении очень долгого времени», — пояснил доцент NWU Кеннет Парк, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
По словам ученых, вдохновением для разработки этого покрытия послужили листья растений, на которых иней и изморозь быстрее всего образуются на прожилках, тогда как «низины» между этими выступами обычно долго остаются свободными ото льда. Ученые проследили за формированием этой изморози на листьях и обнаружили, что эти различия были связаны исключительно с разной геометрической формой выступов и впадин.
Китайские и американские физики попытались воспроизвести эту особенность листьев растений, а также сделали попытку улучшить ее, для чего они заполнили впадины между рукотворными аналогами прожилок при помощи оксида графена. Он представляет собой двумерный материал, который необычно хорошо впитывает в себя пары воды и мешает их прямому превращению в лед, что побудило исследователей использовать его в качестве основы для покрытия от обледенения.
Первые опыты с данным покрытием показали, что оно на 100% предотвратило формирование изморози, инея и других форм льда на защищенной им поверхности на протяжении более 160 часов даже при очень высокой насыщенности воздуха парами воды. Для сравнения, другие средства для защиты от обледенения на базе гидрофобных материалов и так называемых SLIP-покрытий проработали в аналогичной обстановке менее пяти часов и при этом они предотвратили формирование лишь 5–36% льда.
«Большинство других покрытий от обледенения крайне уязвимо к появлению царапин и загрязнений, из-за чего их эффективность быстро снижается. Разработанный нами материал хорошо сопротивляется появлению подобных повреждений, что продлевает время его жизни. Это позволит использовать его для создания короткоживущих покрытий для крыльев самолетов, и долгоживущей защиты для линий электропередачи, что снизит расходы по их содержанию», — подытожил Парк.
