Благодаря трехслойной структуре он способен сохранять и равномерно распределять тепло.
Специалисты из Массачусетского технологического института (MIT) создали трехслойный материал, способный поглощать солнечное излучение и препятствовать образованию наледи на поверхности, удерживая тепло опубликована в журнале Science Advances.
Образование ледяной корки представляет опасность для различных устройств, таких как воздушные суда и ветроустановки. Современные способы решения этой проблемы не всегда результативны: например, супергидрофобные покрытия могут сами покрываться инеем, что сводит на нет их эффективность. В связи с этим ученые работают над их улучшением. Специалисты из Массачусетского технологического института разработали доступный материал, который не требует внешних источников питания и применяет солнечную радиацию для предотвращения обледенения. Они назвали его фототермальной ловушкой ( photothermal trap).
Он включает в себя три слоя. Начальный слой имеет композитную структуру и содержит керамические и металлические компоненты ( cermet). Благодаря особой структуре, он поглощает 95% солнечного излучения, отдавая лишь 3%. Сложность заключается в том, что он выделяет тепло только в зонах, куда попадает свет, и при этом передает часть энергии в расположенные ниже слои.
Для устранения указанных проблем инженеры внедрили дополнительный слой из алюминия, имеющий толщину всего 0,4 миллиметра. Этот металл принимает тепло от верхнего слоя и равномерно распределяет его по всей площади поверхности. По словам профессора Крипы Варанаси ( Kripa Varanasi), вследствие быстрого повышения температуры происходит быстрее замерзания.
Третий слой состоит из пеноизоляции, которая сохраняет тепло в пределах первых двух слоев и препятствует его утечке. Благодаря второму слою, тепло, выделяемое первым слоем, равномерно распределяется по всей поверхности. Нижняя часть льда тает, формируя тонкий водослой, что делает поверхность скользкой, и позволяет остальной части льда легко перемещаться. Исследователи провели лабораторные испытания как в условиях искусственного освещения, так и на открытом воздухе – все результаты оказались положительными. В дальнейшем данную технологию планируется применять не только в авиации, но и при строительстве крыш для жилых домов.
Вы также можете ознакомиться с видеоматериалом, который показано, что произойдет, если соединить расплавленный алюминий с жидким азотом, находящимся в замороженном состоянии, и сухим льдом, или диоксидом углерода в твердом виде.