دانشمندان نورث وسترن سطحی ضد یخ ساختند که تا یک هفته یخ‌زدگی را جلوگیری می‌کند
یخ و برف روی سطوح می‌تواند مشکلات متعددی ایجاد کند؛ جاده‌ها و پیاده‌روها لغزنده می‌شوند، خطوط برق دچار آسیب می‌شوند و آیرودینامیک بال‌های هواپیما تحت تأثیر قرار می‌گیرد. روش‌های معمول مقابله با یخ شامل استفاده از نمک، گرما یا بیل‌های قدیمی است، اما این روش‌ها هزینه‌های زیست‌محیطی، انرژی و تلاش زیادی دارند.
به گزارش نیو اطلس، دانشمندان دانشگاه نورث وسترن روش جدیدی برای ساخت سطوح ضد یخ ابداع کرده‌اند. این ساخت با بافتی الهام‌گرفته از برگ‌ها آغاز می‌شود که دارای برآمدگی و فرورفتگی‌های ریزی است که از پخش یکنواخت یخ روی سطح جلوگیری می‌کند.
در یک مطالعه در سال ۲۰۲۰، محققان دریافتند که افزودن این ساختار سطحی در مقیاس می‌لی‌متری، از راه‌اندازی یخ‌زدگی تا ۸۰ درصد کاهش می‌دهد.
در مطالعه تازه، محققان یک لایه بسیار نازک از اکسید گرافن با ضخامت تنها ۶۰۰ می‌کروم‌تر به سطح فرورفتگی‌ها اضافه کردند که فاصله بین هر برآمدگی تنها پنج می‌لی‌متر بود.
ساخت سطحی که تا یک هفته یخ نمی‌زند
کیو چول کنت پارک، نویسنده ارشد مطالعه، می‌گوید اکسید گرافن بخار آب را جذب کرده و مولکول‌های آب را در ساختار خود به دام می‌اندازد. به همین دلیل، لایه اکسید گرافن مانند یک ظرف عمل می‌کند تا از یخ‌زدن بخار آب جلوگیری کند. وقتی اکسید گرافن را با سطح برآمده ترکیب کردیم، در برابر یخ‌زدگی برای زمان طولانی در حالت اشباع بالا مقاومت کرد. این سطح ترکیبی برای مدتی طولانی و پایدار عاری از یخ‌زدگی باقی ماند.
این سطح جدید بیش از ۱۵۰ ساعت، معادل تقریبا یک هفته، به طور ۱۰۰ درصد در برابر راه‌اندازی یخ مقاوم ماند. این زمان بسیار طولانی‌تر از سایر پوشش‌های ضد یخ است و به طور غیر‌فعال و بدون نیاز به برق یا اجزای فعال انجام می‌شود. خود سطح نیز ماندگی طولانی‌دورانی خواهد داشت.
پارک افزود اکثر سطوح ضد یخ‌زدگی در برابر خراش یا آلودگی آسیب‌پذیرند که کارکرد آن‌ها را در طول زمان کاهش می‌دهد. اما مکانیسم ضد یخ ما در برابر خراش‌ها، ترک‌ها و آلودگی‌ها مقاوم است و عمر سطح را افزایش می‌دهد.
این ساختار سطحی تازه را می‌توان در هر جایی که یخ‌زدگی مانع کار است، مانند سطوح ماشین و هواپیما، خطوط برق، داخل یخچال‌ها، و احتمالا حتی پیاده‌روها و جاده‌ها به کار برد.