כשמים קופאים על משטחי מתכת זו בעיה. תעשיית התעופה מוציאה מיליוני דולרים ואינספור שעות על ריסוס נוזלים מיובשים על כנפי המטוסים כשהם יושבים ומחכים על מסלולי מסלול חורפיים, ואילו אנו באופן אישי לומדים על הצרות שגורמים קרח מהתקופה בה אנו מבלים את זה מהמקפיאים שלנו.
צוות חוקרים מהרווארד נקט גישה שונה להסרת קרח וכפור ממתכת: הם פיתחו ציפוי מיוחד שמונע טיפות מים להידבק ולהפוך לקרח מלכתחילה.
מטוס גרוס עשוי להיות נחלת העבר, בזכות ציפוי חדש בשם SLIPS. צילום על ידי המשתמש המפקח על ויקימדיה Mulag
כפי שפורט במאמר שפורסם היום (שני) ב- ACS ננו, הקבוצה, בראשות הפרופסור ג'ואנה אייזנברג, יצרה דרך לייצר מתכת מצופה במה שהם מכנים "משטחים נקבוביים חלקלקים וחדירי נוזלים." הציפוי - שמסומן בשם ראשי התיבות SLIPS - דוחה טיפות מים וקרח פשוט בכוח הכובד. הקבוצה בדקה סנפירי קירור אלומיניום מצופים ב- SLIPS -10 מעלות צלזיוס ו -60 אחוזי לחות, והטכנולוגיה הצליחה באופן משמעותי את תוצאות הקירור "נטולות הכפור" האופייניות מבחינת מניעת היווצרות הכפור לאורך זמן.
סנפירי קירור אלומיניום קונבנציונליים (שורה עליונה) הושגו בבירור על ידי אלה המצופים ב- SLIPS (שורה תחתונה) במחקר. צילום באדיבות אוניברסיטת הרווארד
איך עובד SLIPS? הכפור יכול להיצמד רק לפיסת מתכת בגלל פגמים מיקרוסקופיים ופגמים הקיימים ברמה מולקולרית, מה שמאפשר טיפות מים לדבוק בהן בעת ההקפאה. מדענים ומהנדסים ניסו זה מכבר להבין כיצד ליצור מתכות חלקות לחלוטין אשר ימנעו את התרחשותן, אך תהליכי ייצור בקנה מידה גדול הופכים את זה לבלתי אפשרי למעשה.
צוותו של אייזנברג הגיב ביצירת תהליך דו-שלבי - שניתן ליישם על מתכות שכבר ייצרו - המציג משטח חלק לחלוטין לאלמנטים, וגורם טיפות קרח ומים להחליק לפני שהן יש סיכוי להידבק. ראשית, המתכת מצופה בחומר מוצק וגס נקבובי. לאחר מכן מוחל חומר סיכה נוזלי שנדבק לנקבוביות הננו-חומר המוצק ויוצר משטח חיצוני שטוח לחלוטין במישור המולקולרי, כך שכוח הכבידה בלבד יכול למנוע היווצרות קרח.
כתוצאה מכך, ניתן ליישם את ה- SLIPS על מתכות בכל צורה ובכל גודל, אפילו בקנה מידה גדול, והיא פותרת כל מיני בעיות הקשורות להקרח וכפור. על משטחים אנכיים כלשהם, יריעות קרח לא יצליחו להיווצר מלכתחילה, ואפילו על מטוסים אופקיים, כל קרח שאכן נוצר יטוס עם דחיפה קלה, מכיוון שאין פגמים שהוא יכול להיקשר אליו. ניתן בקלות לשמור על כנפי מטוס, מעקות, מדרגות, ציוד קירור, גגות, שלטים וחפצים אחרים ללא ציפוי קרח וכפור באמצעות הציפוי.
הצוות גם מקרין חיסכון משמעותי באנרגיה כתוצאה מהטכנולוגיה החדשה. שיטות הסרת קרח נוכחיות מחייבות הובלה של כימיקלים וציוד מיוחד, ואילו חומרים שטופלו ב- SLIPS ישליכו קרח בקלות עם תסיסה קלה, או אולי אפילו משב רוח. החומר גם אינו רעיל, אנטי מאכל, והוא עובד בסביבות עם קור קיצוני ולחות גבוהה.
בדומה לציפוי שכיסינו שמאפשר קטשופ ולהחליק בקלות מהבקבוק, זו טכנולוגיה מתקדמת שהיינו יכולים לראות בקלות נכנסת לחיי היומיום שלנו. במקום להמליח גרם מדרגות מתכת או לחכות כשצוותי הקרקע יגלו מטוסי נוסעים, נוכל רק לייצר מבנים וכלי רכב שעמידים בפני קרח מלכתחילה. כלהיטי קיץ, קרח אולי לא מהווה את הדאגה הגדולה ביותר במוחך, אבל כשחורף יפגע, תשמח שצוות המדענים הזה היה קשה בעבודה.
