طلاء من الهيدروجيل يمنع تكوين الجليد

طور علماء المواد طلاءاً يمنع تشكل الجليد. طريقة عمله مستوحاة من آلية طبيعية تمنع الدم من التجمد في عدة أنواع من الأسماك التي تعيش بالقرب من القارة القطبية الجنوبية.

الطلاء الجديد يمكن أن يكون حلاً رخيصًا ومتعدد الاستخدامات لمنع الأجزاء الحرجة على أجنحة الطائرة والأنابيب الخارجية وغيرها من المعدات من التجمد في درجات الحرارة الباردة. إنها المادة الأولى التي تمنع تكوين الجليد من خلال العمل على ثلاثة جوانب مميزة من مراحل تكوين الجليد.

يبدأ التكوين الجليدي من النواة ، عندما تتكون بلورة صغيرة من الجليد أولًا ، ثم تلتصق أخيرًا بالسطح. على الرغم من وجود حلول مضادة للجليد ، إلا أنها مصممة لمعالجة جانب واحد فقط من هذه الجوانب الثلاثة لهذه العملية المعقدة ، أو أنها تعمل فقط على أنواع معينة من الأسطح. هذا الطلاء الجديد هو حل الكل في واحد لمنع تكوين الجليد على العديد من الأسطح المختلفة ، من البلاستيك إلى المعادن إلى السيراميك ، وتحت ظروف مختلفة. والهيدروجل يتألف من مواد بسيطة ودائمة للغاية. يتكون في الغالب من الماء ، ولكن المكون الرئيسي له هو Polydimethylsiloxane ، وهو بوليمر غير سام قائم على السيليكون يستخدم في العدسات اللاصقة ومواد التجميل ومواد التشحيم والتطبيقات الأخرى. عندما يرش على سطح ، فإنه يشكل طبقة رقيقة وشفافة تساعد على منع التجمد بثلاث طرق مختلفة: خفض درجة حرارة الماء المتجمدة على السطح ، وتأخير بلورات الجليد من النمو وبصعب على الجليد الالتصاق بالسطح.

اختبر الطلاء على العديد من المواد ، بما في ذلك البلاستيك والزجاج والسيراميك والمعادن. وسجل رقما قياسيا لمنع تشكل الجليد حتى وصلت درجة الحرارة إلى 31 درجة مئوية تحت الصفر.

سجل الهيدروجيل أيضًا رقماً قياسياً لمقدار الوقت الذي أخر فيه الجليد من التكوين عند درجة حرارة 25 درجة مئوية تحت الصفر. ففي الدراسة ، استغرقت المواد بما في ذلك البلاستيك والزجاج والسيراميك والمعادن المطلية بالهيدروجيل أكثر من 65 دقيقة حتى تشكل الجليد عند درجة الحرارة هذه. وحتى لو تشكل الجليد على سطح جسم ما ، فإن طلاء هيدروجيل يجعل من السهل إزالة الجليد بمجرد تنظيفه بالفرشاة ، دون كشط السطح أو التسخين.