En maskiningenjör från University of Houston har utvecklat ett sprutbart isavfallsmaterial som är 100 gånger starkare än något annat. Det nya hållbara beläggningsmaterialet har testats av Boeing under erosiva regnförhållanden i 385 miles per timme och har överträffat nuvarande toppmoderna beläggningstekniker för flygindustrin.

Principen för det nya "sprickkontrollerade materialet" ligger i det faktum att för att lossa ett externt fast föremål från en yta (som is från en flygplansvinge), måste kraft appliceras, och den kraften kommer oundvikligen att leda till bildandet av några sprickor i gränssnittet. Dessa sprickor (eller sprickor) växer tills föremålet helt lossnar från ytan.

Genom ett nytt koncept som utvecklats av Hadi Ghasemi, Cullens docent i maskinteknik, kan lösgöringen kontrolleras och accelereras noggrant.

"Vi utvecklade ett nytt koncept där du – genom materialdesign⁠ – avsevärt kan påskynda sprickbildningen och tillväxten och enkelt ta bort externa föremål från ytan. Detta koncept implementeras för att utveckla material som är mycket hållbara och isen inte fäster till dessa material", rapporterar Ghasemi i omslagsartikeln till Materials Horizons . I Ghasemis forskargrupp ingår hans doktorand Sina Nazifi. "Frakturkontrollerade ytor ger en rik materialplattform för att vägleda framtida innovation av material med minimal vidhäftning samtidigt som de har mycket hög hållbarhet", säger Ghasemi.

En nödvändig lösning

Från 1990 till 2000 berodde 12 % av alla väderrelaterade luftkatastrofer på isbildning. Inom kraftindustrin kan isbildning i transmissionssystem leda till kollaps av stolpar och torn, brott på ledare och överslag av isolatorer.

För att bekämpa farorna med isbildning har många material med isavgjutningsegenskaper utvecklats, men många tenderar att ha mycket låg hållbarhet, vilket begränsar deras effektivitet.

"Den främsta utmaningen med att utveckla material för isavfall är att hitta material med både låg isvidhäftning och god hållbarhet", säger Ghasemi.

Hans nya material erbjuder båda.

Detta nya grundläggande koncept med sprickkontrollerade material banar väg för innovationer inom material för flyg-, vindenergi och andra industriella och kommersiella tillämpningar där isbildning är ett problem. Isuppbyggnad på vindkraftverk kan leda till en 80-procentig minskning av elproduktionen som skulle kunna undvikas genom dessa nya beläggningsmaterial, enligt forskarna. + Utforska vidare

Forskare rapporterar genombrott inom isavvisande material