Super-slick material hindrar is från att bildas

Ett supersnyggt nytt material, inspirerat av den förrädiska munnen på den köttätande kannaväxten, har utvecklats av forskare vid Harvard University.

I flera år hade forskare försökt använda superhydrofoba material – material med mikroskopiska strukturer som stöter bort vatten – för att förhindra isbildning (se Ytor som håller isen borta). Men under vissa förhållanden, som hög luftfuktighet, kan befintliga superhydrofoba material ha motsatt effekt, vilket gör att mer is bildas och fäster starkare än på en obehandlad yta. Materialen kan också vara ömtåliga och förlora sin hala om de blir repade.

Harvard-forskare under ledning av Joanna Aizenberg , en professor i kemi och kemisk biologi, vände sig till naturen för ett alternativt tillvägagångssätt, med inspiration från pitcherplantan, vars ytor är så slanka att myror inte ens kan hålla fast vid dem (se video nedan).

Som med de tidigare superhydrofoba materialen involverar de som utvecklats av Aizenberg nanostrukturerade ytor. Men dessa strukturer är kemiskt modifierade så att de fäster vid ett specifikt smörjmedel. Medan kannaväxten använder vatten för att bilda en hal yta, använder Harvard-forskarna en mängd olika smörjmedel. Smörjmedlet klamrar sig fast vid nanostrukturerna och bildar en extremt tunn flytande film på ytorna som är perfekt slät, mycket mer än någon fast yta kan vara, säger Aizenberg. Dessutom, om materialet är repat, flyter vätskan över repan och materialet behåller sin hala.

Om det kommersialiseras kan materialet minska eller eliminera avfrostningscykler i frysar, vilket står för ungefär en fjärdedel av apparatens totala energiförbrukning. Inledande tester av faktiska fryskomponenter visade att materialet kan minska energiförbrukningen för avfrostning med 40 procent, säger Aizenberg. Hon förväntar sig att den siffran kommer att stiga i takt med att forskarna optimerar systemet.

Frysar kan vara den första tillämpningen av tekniken, men den kan också fungera för större tillämpningar som flygplan, vilket minskar behovet av tidskrävande och dyra avisningsbehandlingar. Likaså på vindkraftverk, där is kan få dem att stanna och sluta generera elektricitet. Is kan ta hela vindkraftsparker offline och orsaka förödelse på nätet på platser som Colorado, där vindkraft nu står för en stor del av den totala elförsörjningen.

Dölj