Isavvisande beläggningar har funnits ett tag, men fram tills nu har de varit väldigt känsliga och lossnar ganska snabbt från de ytor de är tänkta att skydda. Ett forskarlag under ledning av Anna Maria Coclite och Gabriel Hernández Rodríguez från Institute of Solid State Physics vid Graz tekniska universitet (TU Graz) har nu lyckats åtgärda denna brist. De har utvecklat en mycket isavvisande beläggning som fäster på en mängd olika material och är mycket motståndskraftig mot nötning.
Teamets artikel publiceras i tidskriften ACS Applied Materials &Interfaces .
Forskarna uppnådde dessa framsteg genom att använda en tillverkningsteknik som kallas initierad kemisk ångavsättning (iCVD). Detta gör det möjligt för ett starkt vidhäftande primermaterial att gradvis övergå till den isavvisande blandningen.
Denna steglösa övergång uppnås genom att applicera de två materialen som en föränderlig gasblandning på ytan som ska beläggas. Inledningsvis består gasblandningen enbart av primermaterialet, men andelen isavvisande material ökas kontinuerligt under appliceringen, från 0 till 100 %. Resultatet är en beläggning med en starkt vidhäftande undersida och en ovansida som förhindrar att iskristaller fastnar.
Slumpmässig inriktning av molekylerna skapar en isavvisande effekt
Under sina experiment upptäckte Coclite och Hernández Rodríguez grunden för beläggningens isavvisande egenskap.
"Det isavvisande materialet består av långsträckta molekyler som fäster vid primern i vertikal eller horisontell orientering", förklarar Hernández Rodríguez. "Ju tjockare vi applicerade materialet, desto mer slumpmässigt blev växlingen mellan vertikala och horisontella molekyler. Och ju mer slumpmässigt arrangemanget på ytan, desto större är den isavvisande effekten." Denna mekanism var tidigare okänd.
En lång rad applikationer är tänkbara för denna nya typ av beläggning, till exempel inom flygindustrin. "En sådan beläggning skulle kunna påskynda avisningen av flygplan och använda mindre frostskyddsmedel", säger Coclite. Sensorer som utsätts för väder och som störs av is skulle också kunna dra nytta av en sådan beläggning.
Mer information: Gabriel Hernández Rodríguez et al, Icephobic Gradient Polymer Coatings Deposited via iCVD:A Novel Approach for Icing Control and Mitigation, ACS Applied Materials &Interfaces (2024). DOI:10.1021/acsami.3c18630
Tillhandahålls av Graz University of Technology
