(PhysOrg.com) - Medan forskare och ingenjörer har utvecklat flera produkter som stöter bort vatten och, i mindre grad, snö och is, stort utrymme kvarstår för något "nytt och förbättrat".
University of Illinois i Chicago, professor i maskin- och industriteknik, Constantine Megaridis, hoppas att han och hans team för Micro/Nanoscale Fluid Transport Laboratory vid UIC kommer att hitta nya sätt att nå detta mål.
Megaridis fick 320 $, 000 National Science Foundation-anslag för att undersöka vad som kallas "iofobiskt beteende" av utvalda ytor. Han använder beläggningar med inställbara egenskaper som kontrollerad mikro-till-nanoskala textur som visar förmågan att stöta bort vatten - en egenskap som kallas superhydrofobicitet - eller förmågan att självrengöra.
Megaridis senaste forskning för att utveckla beläggningar som är både superhydrofoba och självrengörande har gett lovande resultat. Han vill nu påbörja forskning för att se om sådana beläggningar kan förbättras, lägga till den "isfoba" kvaliteten och testa ytbeläggningar som både avger vatten och leder elektricitet.
"Huvudidén är att kunna tillhandahålla en hud som är både fobisk och elektriskt ledande - det senare betyder att du kan värma upp den, " sa han. "Tänk dig att du har en isbit förankrad i en grov, kall yta. Att försöka ta bort det är utmanande eftersom isen har fastnat. Men om du lägger till värme lokalt och smälter kontaktytan mellan isen och ythuden, du skapar ett tunt smörjande lager så att isen glider av."
Megaridis labbarbete kommer att fokusera på att karakterisera olika ytbeläggningar för att bättre förstå hur man får dessa ytor att förbättra vattenpärlor och roll-off. Vattenpärlans form och en ytas lutning för vatten att rulla av är två nyckelegenskaper som kännetecknar ytfobicitet, eller ytenergi - som definierar affiniteten mellan ett fast ämne och en vätska.
"Teflon, har till exempel mycket låg ytenergi. Vatten fastnar inte på det, ", sa Megaridis. "Vatten fastnar på metall som förhindrar avrullning. Metaller har hög ytenergi."
Megaridis och hans laboratorieteam hoppas kunna lära sig hur man gör mer hållbara, isavvisande beläggningar för kritiska och högvärdiga applikationer, såsom energigenererande vindkraftsblad.
"När is avlagringar på turbinblad, det kan råna en stor del av turbinens produktion, "Sade han. "Flygplanets vingisning är ett annat långsiktigt problem som vi skulle vilja arbeta med."
Megaridis säger att hans laboratorium har rätt verktyg för att studera problemet. "Vi försöker driva vetenskapen så att produkterna blir bättre på det här området, " sa han. "Vi vill producera något som har värde för den verkliga världen."
En del av NSF-anslaget kommer att stödja vetenskapslärare vid Chicagos Benito Juarez Community Academy, en gymnasieskola i stadens Pilsen-kvarter nära UIC-campus. Utvalda studenter som hoppas kunna tävla framgångsrikt på kommande vetenskapsmässor kommer att få möjlighet att arbeta med UIC-studenter i Megaridis labb för att lära sig mer om vetenskapliga karriärmöjligheter och den disciplin som krävs för att bli vetenskapsman.
"Vi hoppas kunna få dessa unga studenter entusiastiska, " sa han. "Vi kommer att visa dem hur forskning görs. Vi kommer också att erbjuda tillgång till förstklassig vetenskaplig forskningsutrustning."
