Nanotechnologia

W celu zmierzenia się z problemem gromadzenia lodu na powierzchni samolotu, międzynarodowa grupa naukowców utworzyła projekt EU PHOBIC2ICE. W ramach niego badano zjawisko lodofobowości. Istotą badań jest opracowanie superhydrofobowego pokrycia aluminiowej powierzchni samolotu, zawierającego nanocząsteczki odbijające wodę. Uzyskaną powierzchnię testowano następnie w tunelach wiatrowych. 

Ze względu na stosunkowo niskie temperatury panujące w troposferze, częstym zjawiskiem jest osiadanie kropel wody na różnych częściach samolotu. Równie często, skutkuje to zamrożeniem ich na powierzchni tych części. Wpływa to znacznie na osłabienie funkcjonalności skrzydeł, śmigieł, wentylatorów czy innych kluczowych części. Siłą rzeczy utrudnia to nie tylko funkcjonowanie maszyny, ale może także opóźniać kolejne loty ze względu na konieczność usuwania lodu z powierzchni.

Obecny problem gromadzenia lodu, leży w naturze powierzchni aluminiowej, która pozwala kropelkom wody na przylepianie się do niej. Więc, w zimnej i wilgotnej pogodzie, lodowe cząsteczki przyklejają się do samolotu. W odkryciu innowacyjnej technologii, która temu zapobiegnie, badacze zaczerpnęli inspiracji z natury. Dokładniej, sekret leży w liściach rośliny lotosu, której nanoskopowa tekstura powierzchni nie pozwala im na zamoczenie czy nawet na zabrudzenie. Zjawisko to jest znane bliżej jako efekt lotosu.

Analogicznie, nanocząsteczki tworzą struktury na kształt kolców, które – dzięki gromadzeniu się między nimi powietrza – umożliwiają zapobieganie penetracji kropli wody. Dzięki temu woda spływa po powierzchni zamiast z nią oddziaływać.

Uformowane powierzchnie zbudowane właśnie z takich struktur zostały poddane testowi tunelu wiatrowego. Poprzez symulację ciężkich warunków pogodowych w tunelach, badacze są w stanie zobaczyć jak lód formuje się na powierzchni samolotu. Lodowa chmura tworzy się wewnątrz tunelu, poprzez napylenie do jego wnętrza wody. Woda jest ochładzana poniżej punktu krzepnięcia, jednak bez zamrożenia. Następnie trafia ona na powierzchnię samolotu, gdzie zamarza w czasie zetknięcia.

Oprócz testu lodowatych wiatrów w tunelach, zespół bierze pod uwagę także inne czynniki niż woda i ewentualne jej zamrożenie. W planach mają upewnić się, że pokrycia będą efektywne również na czynniki takie jak piasek – jeżeli chcemy lecieć przez burzę piaskową, deszcz – jeżeli chcemy lecieć przez chmury, czy promieniowanie ultrafioletowe.

Źródło tekstowe: https://nano-magazine.com/news/2018/7/4/aircraft-de-icing-could-become-a-thing-of-the-past

Redaktor: Jagoda M. Wierzbicka