Китайские материаловеды сделали стабильное антиобледенительное покрытие

Обледенение приносит человечеству множество проблем – от обрывов проводов до крупных аварий в холодное время года. Ученые уже давно ищут покрытия, которые не обрастали бы ледяной коркой или могли бы сами очищаться от нее. Но чаще всего такой эффект оказывается недолговечным. Под действием холода, влажности и трения способность материала защищаться от льда идет на убыль.

Получить стабильные антиобледенительные покрытия сумели китайские материаловеды под руководством Цзюнь Пин Чжана из Университета Китайской академии наук. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Ученые сделали водоотталкивающий материал, текстурированный на трех уровнях. Сначала они нанесли клейкий слой полимерных частиц, а на него – наностержни с добавками металлоорганических каркасных структур. Сложный рельеф поверхности отталкивает воду, не давая ей закрепиться в виде ледяной корки. В случае, если лед все же образовался, может помочь фототермический эффект от металлоорганических каркасных структур. Эти материалы очень быстро нагреваются под солнцем и растапливают лед даже без использования внешнего источника энергии.

Трехуровневое покрытие стабильнее, чем однослойное, – более мелкие текстуры в нем «спрятаны» в рельефе более крупных и меньше повреждаются при трении. Для нагревания под солнцем такое сложное текстурирование тоже выгодно – в этом случае свет, который отразился от одного склона, может поглотиться на соседнем, и нагревание происходит быстрее.

Тестирования показали, что новый материал не покрывается льдом за 150 минут во влажном морозном воздухе, а при образовании ледяной корки сам растапливает и стряхивает ее в среднем за 12 минут. Свойства не менялись после 300 циклов намерзания и таяния. Также материал выдерживает охлаждение до -30 ^оС.

Отмечается, что покрытие легко изготавливать и его можно будет быстро внедрить в производственные цепочки.