Süperhidrofobik Manyetik Dizi Yüzeylerdeki Buz Oluşumunu Durduruyor

Buz oluşumunu sınırlamak için su damlacıklarının manyetik olarak duyarlı bir saç dizisi kullanılarak yüzeylerden dinamik olarak sıçraması, etkili bir malzeme olarak kullanılabilir.

Güney Kore’den araştırmacılar, su damlacıklarını farklı yollarla itmek için karbon nanoparçacıklarla kaplanmış bir dizi konik tüy kullanarak damlacıkların yüzeyde buz kristallerine dönüşmesini etkili bir şekilde önlediler. Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden araştırmacı Hoon Eui Jeong’a göre, bu çalışma diğer buzlanma karşıtı malzemelere göre daha iyi sonuç verdi ve çok sayıda pratik kullanım bulabildi.

‘Şu anda asıl hedefimiz, teknolojiyi enerji hatları, güneş pilleri ve yel değirmenleri gibi enerji tesislerine uygulamaktır” diyor, özellikle yol ve bina gibi buzdan etkilenen diğer yapılarda da kullanılabilir. “Buzlanmayı önleyici yüzeyler için geleneksel yaklaşım, Joule ısıtmasını veya kimyasal salınımını kullanmaktır, ancak bu, enerji gerektirir veya yüzey hasarı ve korozyona neden olabilir.” Süperhidrofobik yüzeyler gibi ümit vaat eden maddeler bile yüzeylerinden suyu tamamen tahliye edememişlerdir.

Bununla birlikte, Jeong’un ekibi,  manyetik olarak duyarlı bir saç dizisi kullanarak ve onu bir mıknatısla bükerek, damlacıkların temas süresini, gelişmiş bir hızda süperhidrofobik yüzeylere indirgeyen üç farklı damlacık sıçrama davranışı modunu gözlemledi. Bu, temas süresinin, dizinin buz oluşumunu ne kadar iyi engellediği ile doğrudan ilişkili olması nedeniyle kritik bir faktördür.

Araştırmacılar mıknatısı doğrudan dizinin üzerine yerleştirdikten sonra, yüksek hızlı bir kamera tarafından kaydedildiği gibi, damlacık, dik tüylerle temas ettiğinde yukarı doğru hızlandı ve sıçradı. Ekip, bu damlacığa “yarı- pankek” ismini verdi çünkü daha önce hiç bu kadar kusursuz bir pankek şeklindeki damlacıklar gözlemlenmemişti.

Diziyi 45 ° eğmek, damlacıkların ‘yönsel olarak geri tepmesine ‘neden olurken, 90 °’ lik açı, örtüşen tüylerden makro-doku oluşturdu ve damlacıkların çarpma sırasında parçalanmasına neden oldu. Genellikle süperhidrofobik yüzeylerin etkinliğini engelleyen bir faktör olan makro-doku kaynaklı damlacık parçalanmasında yatay açıya rağmen damlacıklar dizinin pürüzlü yüzeyi ve konik kılları nedeniyle donacak kadar uzun süre kalmamıştır.

Her üç tip damlacık sıçraması tipik olarak dizinin su ile temas süresini birkaç saniye azalttı, Anti-buzlanma teknolojilerini araştıran Sushant Anand, (Chicago Üniversitesi )  “Açıkça bu malzemeler geleneksel süperhidrofobik yüzey kaplamalarından daha iyi performans gösteriyor”, dedi.

Ama her yaklaşım (süperhidrofobik yüzeylerin sağlamlığını artırmak için) artıları ve eksileriyle geliyor, ”diye uyarıyor Anand. Bu malzemeler oda sıcaklığında çok iyi fakat daha yüksek sıcaklıklarda,  yoğunlaşmada ve donmada iyi çalışmayabilirler. ”

Jeong, geometrisini değiştirerek ve damlacıkların mükemmel gözleme sıçramasını sağlayarak gelecekteki çalışmalarda dizinin pratik uygulamalarını göstermeyi umuyor.

Kaynak : chemistryworld.com