Materialvetare vid UCLA Samueli School of Engineering och kollegor i Kina har utvecklat en beläggning som förhindrar isbildning. Sättet fungerar på är inspirerat av en naturlig mekanism som hindrar blod från att frysa i flera fiskarter som lever nära Antarktis.

Deras studie, som publiceras i Materia , föreslår att den nya beläggningen kan vara en billig och mångsidig lösning för att förhindra kritiska delar på flygplansvingar, utomhusrör och annan utrustning från frysning i kalla temperaturer. Det är det första materialet som förhindrar isbildning genom att agera på tre olika aspekter av isbildning.

"Isbildning börjar från kärnbildning, när en liten frökristall av is först bildas, innan den växer och sedan slutligen fastnar på en yta, "sa Ximin He, som ledde studien och är UCLA biträdande professor i materialvetenskap och teknik. "Även om det finns anti-islösningar där ute, de är utformade för att hantera endast en av dessa tre aspekter av denna komplexa process, eller de fungerar bara på vissa typer av ytor. Denna nya beläggning är en allt-i-ett-lösning för att förhindra isbildning på många olika ytor, från plast till metaller till keramik, och under olika förhållanden. "

Han sa att materialet också är enkelt att göra och mycket hållbart.

Gelen är mestadels gjord av vatten, men dess viktigaste ingrediens är polydimetylsiloxan, en icke -toxisk, silikonbaserad polymer som används i kontaktlinser, kosmetika, smörjmedel och andra applikationer som kräver en del halka.

Vid sprutning på en yta, det bildar en tunn, transparent päls som hjälper till att förhindra frysning på tre olika sätt:att sänka temperaturen på vattnet på ytan, fördröja iskristaller från att växa och göra ytan svår att hålla fast vid is.

Forskarna testade beläggningen på flera material, inklusive plast, glas, keramik och metaller. Det satte rekord genom att förhindra att is bildades tills temperaturen nådde 31 grader under noll Celsius (eller 23,8 grader under noll Fahrenheit). Det tidigare rekordet på 28 grader under noll Celsius (18,4 grader under noll Fahrenheit) fastställdes 2016 när en annan beläggning applicerades på kisel och glas. (Forskargruppen som genomförde den studien leddes av Jianjun Wang från Chinese Academy of Sciences i Peking, som också var medförfattare till den senaste forskningen.)

Vatten fryser vanligtvis runt noll grader Celsius (32 grader Fahrenheit), även om den exakta fryspunkten beror på miljöförhållandena.

Hydrogeln satte också rekord för den tid det försenade isbildning vid en temperatur på 25 grader under noll Celsius (13 grader under noll Fahrenheit). I studien, material inklusive plast, glas, keramik och metaller som var belagda med hydrogel tog mer än 65 minuter innan is bildades vid den temperaturen, mer än 40 minuter längre än föregående rekord, som också fastställdes under 2016 års studie.

Och även om det bildas is på ett föremåls yta, hydrogelbeläggningen gör det enkelt att ta bort isen genom att helt enkelt borsta eller blåsa av den, utan att skrapa föremålet eller applicera värme.

På 1960 -talet, forskare upptäckte att flera arter av Antarktis fisk tillverkar proteiner som fungerar som ett frostskyddsmedel för deras blodomlopp. Liknande proteiner har sedan dess hittats hos insekter, mikroorganismer och växter. Den nya beläggningen fungerar delvis genom att efterlikna molekylstrukturen hos dessa proteiner.

Forskarna genomförde mycket av experimentet i ett laboratorium, även om ett test utfördes utomhus, i Peking, vid minusgrader.

Andra UCLA -författare till studien var Zhiyuan He, Mutian Hua, Shuwang Wu och Dong Wu, alla medlemmar i He's forskargrupp. De andra författarna var Chenyang Wu från Chinese Academy of Sciences i Peking, och Xinyuan Zhu från Shanghai Jiao Tong University.

Han är expert på hydrogeler; Wangs laboratorium vid den kinesiska vetenskapsakademien studerar anti-isbildning.