Инженер-механик Хьюстонского университета разработал распыляемый материал для удаления льда, который в 100 раз прочнее любых других. Новый прочный материал для покрытия был протестирован компанией Boeing в условиях эрозионного дождя со скоростью 385 миль в час и превзошел современные аэрокосмические технологии нанесения покрытий.
Принцип нового "материала, контролируемого разрушением" заключается в том, что для отделения любого внешнего твердого объекта от поверхности (например, льда от крыла самолета) необходимо приложить усилие, и это усилие неизбежно приведет к образованию некоторых трещин на границе раздела. Эти трещины, или изломы, растут до полного отрыва объекта от поверхности.
Благодаря новой концепции, разработанной Хади Гасеми, адъюнкт-профессором машиностроения Каллена, отделение можно точно контролировать и ускорять.
"Мы разработали новую концепцию, в которой с помощью дизайна материалов вы можете значительно ускорить образование и рост трещин и легко удалять внешние объекты с поверхности. Эта концепция реализована для разработки материалов, которые отличаются высокой прочностью, и лед не прилипает к этим материалам", - сообщает Гасеми в статье на обложке Materials Horizons. В исследовательскую группу Гасеми входит его докторантка Сина Назифи. "Поверхности, контролируемые разрушением, обеспечивают богатую материальную платформу для будущих инноваций в области материалов с минимальной адгезией и очень высокой прочностью", - сказал Гасеми.
Необходимое решение
С 1990 по 2000 год 12% всех авиакатастроф, связанных с погодой, были вызваны обледенением. В электроэнергетике обледенение в системах передачи может привести к обрушению опор и мачт, разрыву проводников и возгоранию изоляторов.
Для борьбы с опасностями обледенения был разработан широкий спектр материалов с характеристиками обледенения, но многие из них, как правило, обладают очень низкой прочностью, что ограничивает их эффективность.
"Основной задачей при разработке материалов для удаления льда является поиск материалов с низкой адгезией ко льду и хорошей прочностью", - сказал Гасеми.
Его новый материал предлагает и то, и другое.
Эта новая фундаментальная концепция материалов, контролирующих разрушение, открывает путь для инноваций в области материалов для аэрокосмической промышленности, ветроэнергетики и других промышленных и коммерческих применений, где возникает проблема обледенения. По мнению исследователей, образование льда на ветряных турбинах может привести к снижению выработки электроэнергии на 80%, чего можно было бы избежать с помощью этих новых материалов покрытия.
Комментарии