Apabila air membeku pada permukaan logam, itu masalah. Industri penerbangan membelanjakan berjuta-juta dolar dan berjam-jam yang menyembur cairan deicing di sayap pesawat ketika mereka duduk menunggu di landasan pacu musim sejuk, sementara kita secara peribadi belajar tentang masalah yang disebabkan oleh ais dari masa yang kita habiskan serahan dari pembeku kami.
Satu pasukan penyelidik dari Harvard telah mengambil pendekatan yang berbeza untuk mengeluarkan ais dan fros dari logam: Mereka telah mengembangkan salutan khas yang menghalang titisan air dari melekat dan bertukar menjadi ais di tempat pertama.
Pesawat deicing mungkin sesuatu yang lalu, terima kasih kepada salutan baru yang dipanggil SLIPS. Gambar oleh wikimedia pengguna pengguna Mulag
Seperti yang terperinci di dalam kertas yang diterbitkan pada hari Isnin di ACS Nano, kumpulan yang dipimpin oleh profesor Joanna Aizenberg, telah mencipta cara untuk menghasilkan logam bersalut dengan apa yang mereka sebut sebagai "licin, permukaan berliang yang ditimbulkan oleh cecair." Salutan yang dilambangkan oleh singkatan SLIPS -Menghih titisan air dan ais hanya dengan kuasa graviti. Kumpulan ini menguji sirip penyejukan aluminium yang dilapisi dengan SLIPS pada -10 darjah Celcius dan kelembapan 60 peratus, dan teknologi dengan ketara mengatasi sistem penyejukan "bebas beku" tipikal dari segi mencegah beku daripada terbentuk dari masa ke masa.
Sirip penyejukan aluminium konvensional (baris atas) jelas lebih baik daripada yang dilapisi dengan SLIPS (baris bawah) dalam kajian ini. Photo courtesy Harvard University
Bagaimanakah SLIPS berfungsi? Frost hanya boleh melekat pada sekeping logam kerana ketidaksempurnaan mikroskopik dan kecacatan yang wujud pada tahap molekul, memberikan titisan air sesuatu yang perlu dilekatkan ketika membekukan. Para saintis dan jurutera telah lama cuba untuk mencari cara untuk membuat logam halus yang akan menghalangnya daripada berlaku, tetapi proses pembuatan berskala besar menjadikannya mustahil berkesan.
Pasukan Aizenberg bertindak balas dengan mewujudkan proses dua peringkat-yang boleh digunakan pada logam yang telah dihasilkan - yang memberikan permukaan yang sepenuhnya licin kepada unsur-unsur, menyebabkan titisan ais dan air untuk meluncur sebelum mereka berpeluang untuk mematuhi. Pertama, logam itu disalut dengan bahan pepejal kasar yang berpori. Kemudian, pelincir cecair digunakan untuk melekat pada liang-liang dalam nanomaterial padu, mewujudkan permukaan luaran yang sempurna rata pada paras molekul, supaya graviti sahaja boleh menghalang ais daripada terbentuk.
Akibatnya, SLIPS boleh digunakan untuk logam dari sebarang bentuk dan saiz, walaupun secara besar-besaran, dan ia menyelesaikan pelbagai masalah yang berkaitan dengan lapisan gula dan beku. Di mana-mana permukaan menegak, lembaran ais akan gagal dibentuk di tempat pertama, dan walaupun di atas kapal terbang mendatar, sebarang ais yang terbentuk akan terbang dengan sedikit nudge, kerana tidak ada ketidaksempurnaan yang dapat mengikatnya. Sayap pesawat terbang, pagar, tangga, peralatan penyejukan, bumbung, tanda-tanda dan objek lain dengan mudah boleh disimpan bebas daripada ais dan beku menggunakan salutan.
Pasukan ini juga mempromosikan penjimatan tenaga yang besar hasil daripada teknologi baru. Kaedah penyingkiran ais semasa memerlukan pengangkutan bahan kimia dan peralatan khas, sedangkan bahan-bahan yang dirawat SLIPS akan menumpahkan ais mudah dengan pergolakan kecil, atau mungkin sekejap angin. Bahan ini juga tidak toksik, anti-menghakis, dan ia berfungsi dalam persekitaran dengan kelembapan sejuk dan tinggi yang melampau.
Seperti salutan yang kita tutup yang membolehkan saus tomat dan meluncur dengan mudah keluar dari botol, ini adalah teknologi canggih yang kita dapat dengan mudah melihat masuk ke dalam kehidupan seharian kita. Daripada menaiki tangga logam atau menunggu sebagai pesawat darat penumpang, kita hanya dapat mengeluarkan struktur dan kenderaan yang menentang ais bermula. Seperti musim panas, ais mungkin tidak menjadi kebimbangan terbesar di fikiran anda, tetapi ketika musim sejuk hits, anda akan gembira awak saintis ini telah bekerja keras.
