Наступающая зима у многих людей ассоциируется с обледеневшими дорогами, тротуарами и линиями электропередач. А люди, связанные с авиацией не понаслышке знают, к чему может привести обледенение плоскостей и других поверхностей фюзеляжа самолета. Самым традиционным методом для борьбы с обледенением дорог является рассыпание на их поверхности специальных химикатов или обычной соли. Но акая борьба с обледенением является дорогим и трудоемким занятием, соль и химикаты оказывают не очень хорошее влияние на экологическую обстановку и вызывают усиленную коррозию кузовов автомобилей. Но с обледенением можно будет бороться и другими способами, исследователи из Гарвардского университета разработали материалы со специальной структурой поверхности, которая препятствует формированию на ней ледяного слоя.

Идея, легшая в основу создания материалов, была взята учеными из природы. Оказывается, вся поверхность тела комаров и некоторых других видов насекомых покрыта короткими волосками, материал которых имеет водоотталкивающее свойство. Наличие этих волосков, эффективно отталкивающих влагу, позволяет минимизировать доступную для влаги поверхность тела насекомого и держит части тела в сухом состоянии.



Исследователи провели множество экспериментов, в которых были использованы кремниевые пластины с различными видами поверхностей. На поверхность этих пластин были нанесены крошечные волоски или другие структуры, напоминающие структуру сот или кирпичной кладки. Просматривая в замедленном режиме видеосъемку падения на эти поверхности переохлажденных капель воды, ученые увидели то, что от некоторых видов поверхности капли воды попросту отскакивали, на других поверхностях они растекались и "намертво" примерзали. Особенно эффективно с точки зрения отражения капель воды работали поверхности с упорядоченными, связанными между собой структурами.

Как показали эксперименты, поверхности с наноструктурами препятствовали образованию на них льда до температуры - 30 градусов по шкале Цельсия. Ниже этой точки лед на этих поверхностях все-таки образовывался, но сильно не прикреплялся к поверхностям и мог быть удален достаточно просто.



Профессор Джоанна Айзенберг (Prof. Joanna Aizenberg), руководитель группы исследователей, поделился дальнейшими планами: "Использование материалов с наноструктурой поверхности в составе материала дорожных покрытий позволит дорожным службам поддерживать дороги зимой в чистом состоянии с гораздо меньшими затратами, чем это делается сейчас. А покрыв таким составом поверхность самолета, можно будет навсегда забыть об обледенении. Дело осталось только за малым - разработать доступную и дешевую технологию промышленного производства антиобледенительных материалов, чем мы сейчас собственно и занимаемся".

Результаты этих исследований были недавно опубликованы в журнале ACS Nano.