Lớp phủ polyme sẽ cản băng bám trên máy bay và đường dây truyền tải điện

Thời tiết băng giá được cho là gây thiệt hại hàng tỷ đô la mỗi năm cho Hoa Kỳ, chẳng hạn như trễ chuyến bay và các thiệt hại liên quan đến du lịch hàng không, hạ tầng và các cơ sở sản xuất và truyền tải điện. Việc tìm kiếm các vật liệu khử băng hiệu quả, bền vững và ổn định cho môi trường đã bị cản trở bởi băng bám vào các vật liệu.

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Houston đã báo cáo về một lý thuyết mới trong vật lý được gọi là định vị ứng suất (stress localization), mà họ đã sử dụng để điều chỉnh và dự đoán tính chất của vật liệu mới. Dựa vào những dự đoán đó, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một lớp phủ polyme bền chắc có khả năng cản băng bám trên mọi bề mặt.

Các phát hiện nghiên cứu gợi mở một phương pháp để tiến hành thử nghiệm và tìm ra lỗi trong việc tìm kiếm vật liệu mới, phù hợp với sự chuyển động của khoa học vật liệu theo phương pháp tiếp cận vật lý.

Hadi Ghasemi, đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: "Bạn đưa vào các thuộc tính mà bạn muốn và nguyên lý sẽ cho bạn biết vật liệu nào bạn cần tổng hợp" và nhấn mạnh khái niệm này cũng có thể được sử dụng để dự đoán các vật liệu có tính kháng khuẩn tuyệt vời hoặc các đặc tính mong muốn khác.

Ghasemi trước đây đã báo cáo về việc phát triển một số vật liệu kỵ nước mới, nhưng chúng giống như những vật liệu khác hiện có, là không thể khắc phục hoàn toàn vấn đề băng bám dính trên bề mặt, cùng với các vấn đề về độ bền cơ học và môi trường. Hiểu biết về định vị ứng suất cho phép vật liệu mới tránh hạn chế đó.

Vật liệu mới sử dụng định vị năng lượng đàn hồi nơi băng gặp vật liệu và gây ra các vết nứt tại giao diện làm bong băng. Ghasemi cho biết cần một lực tối thiểu để gây ra các vết nứt; ví dụ, luồng khí trên bề mặt máy bay đóng vai trò kích hoạt.

Vật liệu, được sử dụng dưới dạng phun, có thể dùng cho mọi bề mặt. Kết quả thử nghiệm cho thấy vật liệu không chỉ có độ bền cơ học và không bị ảnh hưởng bởi tia cực tím - yếu tố quan trọng đối với máy bay phải tiếp xúc liên tục với ánh nắng mặt trời, mà còn không làm thay đổi hiệu suất khí động lực của máy bay. Thử nghiệm cho thấy thời gian sử dụng vật liệu lên đến hơn 10 năm, mà không phải phun lại.

N.P.D (NASATI), theo https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190115162340.htm, 15/1/2019

Nguồn tin: NASATI