Glem at afrime din bil i et glacialt tempo:Ny forskning fremskynder processen tidoblet

Jonathan Boreyko tændte for defrosteren i sin bil en kold vintermorgen og ventede på, at isen på forruden smeltede. Og blev ved med at vente.

Boreyko, en assisterende professor i Institut for Biomedicinsk Teknik og Mekanik i Virginia Tech College of Engineering, vidste, at der skulle være en mere effektiv, hurtigere måde at smelte frosten på.

Så han udviklede en.

Ved at bruge, hvad han kalder "en meget simpel kemisk opskrift, "Boreyko har fundet en måde at afrime overflader 10 gange hurtigere end normalt.

Boreyko, sammen med bachelorstuderende William McClintic og Kevin Murphy, eksperimenteret ved at behandle aluminiumsplader for at gøre dem superhydrofobe - dvs. så vandafvisende, at dråber let ruller af uden at klæbe til overfladen.

Når den er kemisk behandlet, frosten, der dannedes på overfladen af ​​det afkølede aluminium, voksede i en "suspenderet" tilstand, Boreyko forklarede.

"Med andre ord, der var en masse nano-luft-lommer mellem frostdækken og det faktiske solide substrat af aluminium, " sagde han. "Dette gjorde frosten meget mobil og nem at smide, da den smeltede, lidt som en puck på et airhockeybord."

Når varme påføres en overflade, der ikke er behandlet med den superhydrofobe belægning, smeltevandet fra frosten klæber til overfladen og skal langsomt fordampes. Forholdsvis frosten på en overflade behandlet med den superhydrofobe belægning glider hurtigt af i klumper af sjap - selv før al isen er smeltet - og efterlader overfladen tør.

Boreyko kalder det nye koncept for "dynamisk afrimning".

Forskningen, for nylig udgivet i ACS anvendte materialer og grænseflader , har massive konsekvenser, i betragtning af, at stort set enhver type materiale kan gøres superhydrofobisk. Ifølge Boreyko, metoden kunne potentielt bruges på alt fra varmepumper til vindmøller til fly.

Begrebet suspenderet vand er ikke ligefrem nyt-forskere har i et årti vidst, at dugdråber i det væsentlige kan flyde på en superhydrofob overflade på grund af nano-ruheden mellem overfladen og duggen, sagde Boreyko.

Men implikationerne af en superhydrofob overflade, der danner luftlommer under frost, er først for nylig begyndt at blive udforsket.

"Min idé kom fra erkendelsen af, at frost simpelthen er dugdråber, der er frosset til is - så hvis dugdråber kan være meget mobile på en superhydrofob overflade, måske kan frost også være, sagde Boreyko. da der dannedes frost på vores afkølede superhydrofobe aluminium, isen var i stand til at fange luftlommer under sig selv ligesom med flydende vand."

Med det i tankerne, Boreyko planlægger at fortsætte med at forbedre den oprindelige kemiske blanding. Gennem yderligere forskning, han håber at gøre de superhydrofobe overflader holdbare til langvarig praktisk brug.