Bakır nanotel dizisi pasif buz çözmede öne çıkıyor - Fizik Dünyası

Çin'deki araştırmacılar, yüzeylerdeki buz ve donu gidermede neredeyse %100 etkili olan pasif bir kaplamayı ortaya çıkardı. Ekibin tasarımı, çok yüksek bir buz çözme verimliliği elde etmek için mükemmel fototermal, ısı iletkenliği ve süperhidrofobik özellikleri birleştiren bir dizi bakır nanotelden oluşuyor.

Kaplama tarafından geliştirildi Siyan Yang ve Dalian Teknoloji Üniversitesi, Hong Kong Şehir Üniversitesi ve Hong Kong Politeknik Üniversitesi'ndeki meslektaşları.

Soğuk yüzeylerde buz birikmesi, kriyojenik donmadan uçak kanatlarına kadar çok çeşitli durumlarda sorunlara neden olabilir. Buz ve donu ortadan kaldırmak için çeşitli teknikler geliştirilmiş olsa da, hepsinin eksiklikleri vardır. Yang, "Geleneksel buz çözme ve buz çözme çözümleri esas olarak mekanik, termal ve kimyasal yaklaşımlara dayanıyor ve bunların hepsi ya enerji yoğun, emek yoğun ya da çevre dostu değil" diye açıklıyor. "Ayrıca, bu aktif yaklaşımlardan bazıları malzeme yüzeyiyle doğrudan temas gerektiriyordu ve bu da hassas kaplamalar için risk oluşturuyordu."

Pasif yaklaşımlar

Son zamanlarda, buz çözme ve buz çözme teknolojisi, buzun oluşmasını ve birikmesini önlemek için malzeme yüzeylerinin değiştirilmesini içeren pasif yaklaşımlara doğru bir kayma gördü. Bu genellikle kaygan, hidrofobik ve hatta faz değiştiren yüzeylerin tasarlanmasını içerir. Bunlar, buz ve donu fiziksel olarak gidermek için gereken kuvveti azaltabilir veya ilk etapta su damlacıklarının yapışmasını ve donmasını önleyebilir.

Özellikle ümit verici ilerlemelerden biri, güneş ışığını ısıya dönüştüren ve böylece donma koşullarında bile buz ve donları eriten fototermal kaplamaların geliştirilmesi olmuştur. Ancak bu teknoloji, mevcut kaplamaların sınırlı termal iletkenliği nedeniyle geride kalmıştır. Bu, eşit olmayan ısınmaya ve yüzeyler ile su damlacıkları arasında güçlü etkileşimlere yol açarak, erimiş suyun eşit olmayan oranlarda uzaklaştırılmasına yol açar; her ikisi de buz çözme performansını sınırlar.

Şimdi Yang ve meslektaşları bu zorlukların üstesinden gelen yeni bir yüzey türü tasarladılar. Yüzey, basit bir elektrokaplama yöntemi kullanılarak bir araya getirilen bir dizi bakır nanotelden oluşuyor. Ekibe göre, tasarımları mükemmel fototermal, ısı iletkenliği ve süperhidrofobik özellikleri tek bir malzemede birleştiriyor.

Dik ve hidrofobik

Nanotellerin son derece düzenli deseni güneş ışığını absorbe etmede çok iyidir ve bakırın yüksek termal iletkenliği, yakalanan ısının tüm dizi boyunca hızlı ve eşit bir şekilde yayılmasını sağlar. Ekibin oluşturduğu nanotel desenleri arasında, yaklaşık 2-3 mikron çapındaki mikro oluklarla ayrılmış, dik nanotellerden oluşan bir düzenleme vardı. Bu yapı, yüzeyi son derece hidrofobik hale getirdi ve eriyen suyun eşit şekilde akmasını sağladı.

Yeni elektrostatik buz çözme tekniğinde buz kristalleri yüzeylerden fırlıyor

Ekip üyesi Qixun Li şöyle açıklıyor: "Islanabilirlik ve fototermal testler sayesinde, nanotel düzeneklerinin çoğunun, %95'ten daha büyük güneş ışığı emme oranıyla süperhidrofobik olarak değerlendirilebileceğini bulduk." "Bakır malzemelerin yüksek iletkenliği nedeniyle nanotel düzenekleri mükemmel buz çözme ve buz çözme performansları sağlıyor."

Sonuç olarak yüzeydeki buz ve kırağının %100'e yakını ortadan kaldırılıyor; ekip bunun pasif bir yüzeyde şimdiye kadar elde edilen en yüksek buz çözme verimliliği olduğunu söylüyor.

Takımın tasarımı şimdilik pratik kullanıma uygun değil. Nanotel dizilerinin dayanıklılığı sınırlıdır, kimyasal hasara karşı hassastır ve daha büyük ölçeklerde üretilmesi zor ve pahalı olmaya devam etmektedir. Ancak araştırmacılar, elde ettikleri sonuçların üzerine daha fazla araştırma yapılmasının, yakında benzer buz çözme performansına sahip malzemelerin ticari kullanıma bir adım daha yaklaşmasına yol açacağını umuyorlar.

Araştırma şurada anlatılıyor: Uluslararası Aşırı İmalat Dergisi.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• ChartPrime. Ticaret Oyununuzu ChartPrime ile yükseltin. Buradan Erişin.
• Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/array-of-copper-nanowires-excels-at-passive-de-icing/