A technológia dollármilliárdokban mérhető energia, karbantartási és költségmegtakarítást jelenthet a jövőben. Az új jégmentesítés titka egy levélformájú felület, ami akár egy hétig kitart.
A természetes fagyás, bár egyszerű problémának tűnik, komoly gondokat okozhat, úgy az utazás, mint a mindennapok során. A repülőgépszárnyakon kialakuló jegesedés például veszélyezteti a repülés biztonságát, de ugyanez a jelenség csökkenti az energiahatékonyságot hűtőszekrényekben, okoz károkat villanyvezetékekben vagy akadályozza a járművek szenzorait. Mindez a múlté lehet, köszönhetően a Northwestern Egyetem új fejlesztésének.
Az intézmény mérnökei olyan felületet hoztak létre, ami akár egy hétig is akadályozhatja a fagy kialakulását, és ezzel az eredménnyel éppen ezerszer hatékonyabb, mint a piacon elérhető jelenlegi megoldások bármelyike.
Az újfajta felületképző anyagot levél formájú textúrával és 600 mikron vastagságú grafén-oxid réteggel látták el. Ez a természet által ihletett kialakítás nemcsak fagyálló, de ellenáll a repedéseknek, karcolásoknak és szennyeződéseknek is – állítják közleményükben a tudósok.
„A nem kívánt fagylerakódás számos ipari, lakossági és kormányzati területen okoz gondot. A 2021-es texasi áramválság során például a fagyos körülmények 195 milliárd dolláros anyagi kárral jártak. Elengedhetetlenek tehát az olyan tartós, extrém körülmények között is működőképes jégmentesítő megoldások, amelyek hosszú időre biztosítanak védelmet” – vezette le Kyoo-Chul Kenneth Park, a tanulmány vezető szerzője.
A kutató csapata korábbi eredmények alapján jött rá, hogy a levelek természetes textúrái akár 80 százalékkal csökkenthetik a fagy kialakulását. A levelek domború részein több, míg homorú erein kevesebb fagy alakul ki. Parkék rájöttek, hogy a levél felületének nem az anyaga, hanem a geometriája játszik kulcsszerepet a fagyképződés szabályozásában. A domborulatok csúcsain több víz csapódik ki, a völgyes részekből viszont elpárolog, ezzel megakadályozva a fagy kialakulását. Ebből az elméleti alapból kiindulva jutottak el a grafén-oxid rétegig, amelynek hozzáadása a sík felületek völgyes részein százszázalékos fagymentesítést eredményezett.
Az új felület apró, egymástól öt milliméter távolságra elhelyezkedő kidomborodásokkal rendelkezik, és ezeket 600 mikron vastagságú grafén-oxid réteggel borították be. „Ez a bevonat magához vonzza a vízpárát, és megakadályozza annak megfagyását” – magyarázta Park. A hibrid makrotextúrájúgrafén-oxid felület hosszú ideig, magas telítettség mellett is fagymentes maradt és kiemelkedően teljesített a meglévő jégmentesítő technológiákkal szemben: 160 órán át tartó, százszázalékos fagyállóságot ért el.
A fejlesztés jelentős potenciált kínál a repülőgépek, hűtőszekrények és számos más terület számára, ahol a fagy komoly problémát okoz. „Az új jégmentesítő technikák fejlesztése kulcsfontosságú a költséges mechanikai hibák, energiahatékonysági problémák és biztonsági kockázatok megelőzése érdekében” – fűzte hozzá Park.
Címlapkép: wirestock
A legutóbbi kivitelezési fázisban több mint kétezer köbméter beton került az 5. blokki nukleáris sziget épületeinek alaplemezébe – számolt be a paks2.hu.