Зимние морозы доставляют немало хлопот. Обледенение поверхностей - одна из них. Обледенелые дороги, взлетные полосы, провода, окна, солнечные панели - эти неприятности требуют решения. Традиционные методы - соль и подогрев - имеют существенные недостатки: соль вредит окружающей среде, а подогрев требует затрат энергии.
Ученые из Корейского Института передовых наук и технологий (KAIST) предложили оригинальное решение - тонкую пленку из наностержней золота, которая пассивно растапливает лед с помощью солнечного света.
Пленка состоит из двух ключевых компонентов: целлюлозных нанокристаллов (CNCs) - экологичного материала, извлекаемого из природных источников, и наностержней золота, поглощающих солнечное излучение и выделяющих тепло.
Уникальность разработки заключается в особом порядке расположения наностержней. Благодаря специальной технологии производства они выстраиваются в кольца, увеличивая эффективность таяния льда.
Испытания на контрольной пластине подтвердили работоспособность пленки. Под воздействием света всего за 10 минут поверхность пленки очищалась от льда как в профилактическом (предотвращение образования), так и в активном режиме (удаление уже образовавшегося льда).
Пока остается вопрос, справится ли пленка с толстыми слоями льда, ведь для активации золотых наностержней требуется прямое попадание солнечного света. Кроме того, использование золота вместо более распространенной меди поднимает вопрос стоимости и масштабируемости производства.
Тем не менее, ученые утверждают, что работа над оптимизацией пленки еще не закончена. “Технология применима к пластику и гибким поверхностям, - говорит профессор Ким, руководитель исследования. - Нанесение пленки на внешние материалы и покрытия позволит им генерировать собственное тепло, экономя энергию благодаря сбору солнечной энергии. Это имеет широкий спектр применения, от автомобилей и самолетов до окон в жилых и коммерческих помещениях, где обледенение становится серьезной проблемой зимой”.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
