به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، جلوگیری از یخ زدگی بال‌های هواپیما برای ایمنی پرواز بسیار مهم است، اما راه حل آن آسان نیست. محلول‌های یخ زدایی با مواد شیمیایی سنگین که قبل از برخاستن روی هواپیما پاشیده می‌شود، می‌توانند سطوح بال را تمیز و کاربردی نگه دارند، اما این کار سخت و برای محیط زیست، زیان آور است.

اکنون مهندسان دانشگاه هیوستون راه‌حل جدیدی ارائه کرده‌اند که می‌گویند یک پوشش سطحی برای یخ زدایی و یخ شکنی، آن هم ۱۰۰ برابر قوی‌تر از سایر مواد پیشرفته است.

کاستی‌های روش‌های فعلی یخ‌زدایی سطوح، بسیاری از محققان را به سوی ابداع راه‌حل‌های کارآمدتر و سازگار با محیط زیست روانه کرده است. این راه حل‌ها شامل سیستم‌هایی هستند که از گرما برای ذوب یخ‌ها استفاده می‌کنند یا از پوشش‌های ویژه گرافنی یا سیستم‌های خورشیدی یا حتی بتن برق‌دار در باند فرودگاه استفاده می‌کنند. سایر مواد نیز برای دفع رطوبت و جلوگیری از تجمع یخ یا دفع آب به شیارهای خاص متکی هستند.

این در حالی است که رویکرد مهندسان دانشگاه هیوستون بر نحوه جدا شدن اجسام جامد از سطوح متمرکز است. این فرآیند با اعمال نیرو و در نتیجه ایجاد ترک در سطح مشترک هدایت می‌شود. این ترک‌ها ممکن است از کوچک شروع شوند، اما تا زمانی که جسم از شر یخ زدگی رها شود، به رشد خود ادامه می‌دهند.

محققان توانستند اساساً این فرآیند را با توسعه چیزی که "سطح کنترل کننده ترک" می‌نامند، متحول کنند.

این ماده جدید، ناهمگن است و دارای ترکیب مکانیکی و شیمیایی متفاوتی است که به دقت مهندسی شده تا تشکیل ترک را در سطح مشترک آغاز کند، انرژی را به سمت آن ترک‌ها هدایت و رشد آنها را تسریع کند. این بدان معنی است که یخ به مواد نمی‌چسبد، اما شاید مهم‌تر از آن، این است که مواد استحکام زیادی از خود نشان می‌دهند.

دانشمندان می‌گویند، نقص مواد مشابه یخ‌زدا این است که دوام محدود آنها مانع از کاربرد گسترده آنها شده است. نتایج محققان نشان می‌دهد که این ماده جدید ۱۰۰ برابر قوی‌تر از هر ماده دیگری در فضا است و در آزمایش‌های سریع در شرایط بارانی، این ماده از پوشش‌های پیشرفته هوافضا بهتر عمل می‌کند.

هادی قاسمی سرپرست این مطالعه گفت: چالش اصلی در توسعه مواد یخ‌زدا، یافتن موادی با چسبندگی کم و دوام خوب است.

دانشمندان بر این باورند که این ماده ممکن است فراتر از قلمروی هوافضا استفاده شود و مزارع بادی یکی از احتمالات مطرح شده است. این ماده در آنجا می‌تواند به جلوگیری یا به حداقل رساندن تجمع یخ روی توربین‌ها که تولید برق آنها را به خطر می‌اندازد، کمک کند.

هادی قاسمی می‌گوید: ما مفهوم جدیدی را توسعه داده‌ایم که در آن با طراحی ماده می‌توان شکل‌گیری و رشد ترک را تسریع و اجسام خارجی را به راحتی از سطح خارج کرد. این مفهوم برای توسعه موادی اجرا می‌شود که بسیار بادوام هستند و یخ به این مواد نمی‌چسبد. سطوح کنترل کننده ترک، یک پلتفرم مواد غنی را برای هدایت نوآوری‌های آینده مواد با حداقل چسبندگی و در عین حال دوام بسیار بالا ارائه می‌دهند.

این مطالعه در مجله Materials Horizons منتشر شده است.

انتهای پیام