Нанопленки очищают поверхности от льда при помощи солнечного света

Предотвращение или устранение образования льда на поверхностях является серьезной проблемой для холодного климата. Теперь ученые из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) разработали новое тонкопленочное покрытие из золотых наностержней, которое может пассивно растапливать лед, используя только солнечный свет.

В странах и регионах с холодной зимой лед может накапливаться на поверхностях и вызывать всевозможные проблемы и разрушения. Поиск способов защиты автомобилей, самолетов, дорог, взлетно-посадочных полос, окон, солнечных батарей, крыш, линий электропередач и другой инфраструктуры ото льда является важной областью инженерных исследований.

Но соли опасны для окружающей среды, а установка электродов, нагревающих поверхности, требует большого количества энергии.

Поверхность, которая может пассивно удалять лед, могла бы быть более эффективной и простой в реальных условиях. Новое покрытие команды KAIST должно именно это делать: улавливать солнечный свет, нагреваться и удалять лед.

По словам ученых, пленка состоит из нанокристаллов целлюлозы (CNC) в качестве основы, которую можно легко извлечь из природных источников.

Активным ингредиентом являются золотые наностержни, которые поглощают солнечный свет и нагреваются. Используя специальную технологию производства, исследователи создали пленки, в которых золотые наностержни собирались в кольца, улучшая свои противообледенительные способности.

Смотрите также

Студентка открыла новый способ получения целлюлозы для производства пищи и лекарств

Ученые превратили графен в уникальный полупроводник

Ученые протестировали материал в лаборатории, разместив пластину для контроля температуры внизу и водонепроницаемый слой поверх пленки, и применили его для защиты от обледенения (предотвращения образования льда) и противообледенения (удаления уже существующего льда). В обоих случаях уже после 10 минут воздействия света поверхность практически освободилась ото льда.

Вопрос о том, насколько хорошо это будет работать для размораживания толстых слоев льда, остается открытым – похоже, что по крайней мере часть поверхности золотых наностержней должна подвергаться воздействию солнечного света, чтобы она нагрелась.

Использование золота, в то время как другие подобные системы используют медь, также поднимает вопросы стоимости и масштабируемости. Тем не менее, по словам ученых, предстоит еще проделать большую работу по оптимизации, и технология производства, похоже, является основным отличием.

«Этот материал можно применять как к пластику, так и к гибким поверхностям», — сказал профессор Хёнсу Ким, автор исследования. “Используя его на наружных материалах и пленках, он может генерировать собственную тепловую энергию, что значительно сэкономило бы энергию за счет добровольного сбора тепловой энергии в различных областях применения, включая автомобили, самолеты и окна в жилых или коммерческих помещениях, где зимой обледенение становится серьезной проблемой”.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.