Jonathan Boreyko zette op een koude winterochtend de ontdooier in zijn auto aan en wachtte tot het ijs op de voorruit was gesmolten. En bleef wachten.

Boreyko, een assistent-professor aan de afdeling Biomedische Technologie en Mechanica van het Virginia Tech College of Engineering, wist dat er een efficiëntere, snellere manier om de vorst te smelten.

Dus ontwikkelde hij er een.

Met behulp van wat hij "een heel eenvoudig chemisch recept" noemt, "Boreyko heeft een manier gevonden om oppervlakken 10 keer sneller te ontdooien dan normaal.

Boreyko, samen met studenten William McClintic en Kevin Murphy, geëxperimenteerd door aluminiumplaten te behandelen om ze superhydrofoob te maken - dat wil zeggen, zo waterafstotend dat druppels er gemakkelijk van af rollen zonder aan het oppervlak te plakken.

Eenmaal chemisch behandeld, de rijp die zich op het oppervlak van het gekoelde aluminium vormde, groeide in een "zwevende" toestand, Boreyko uitgelegd.

"Met andere woorden, er waren veel nano-luchtzakken tussen de vorstplaat en het eigenlijke vaste substraat van aluminium, " zei hij. "Dit maakte de vorst zeer mobiel en gemakkelijk af te werpen als het smolt, een soort puck op een airhockeytafel."

Wanneer warmte wordt toegepast op een oppervlak dat niet is behandeld met de superhydrofobe coating, het smeltwater van de vorst plakt aan het oppervlak en moet langzaam worden verdampt. Ter vergelijking, de rijp op een oppervlak dat is behandeld met de superhydrofobe coating glijdt snel weg in klonten sneeuwbrij - zelfs voordat al het ijs is gesmolten - waardoor het oppervlak droog blijft.

Boreyko noemt het nieuwe concept 'dynamisch ontdooien'.

Het onderzoek, onlangs gepubliceerd in ACS Toegepaste Materialen &Interfaces , heeft enorme gevolgen, overwegende dat vrijwel elk type materiaal superhydrofoob kan worden gemaakt. Volgens Boreyko, de methode zou mogelijk op alles kunnen worden gebruikt, van warmtepompen tot windturbines tot vliegtuigen.

Het concept van zwevend water is niet bepaald nieuw - wetenschappers weten al tien jaar dat dauwdruppels in wezen kunnen drijven op een superhydrofoob oppervlak vanwege de nano-ruwheid tussen het oppervlak en de dauw, zei Boreiko.

Maar de implicaties van een superhydrofoob oppervlak dat luchtzakken vormt onder de vorst, zijn pas onlangs begonnen te worden onderzocht.

"Mijn idee kwam voort uit het besef dat vorst gewoon dauwdruppels is die zijn bevroren tot ijs - dus als dauwdruppels zeer mobiel kunnen zijn op een superhydrofoob oppervlak, misschien kan vorst dat ook zijn, ' zei Boreyko. 'Ja hoor, toen er rijp gevormd werd op ons gekoelde superhydrofobe aluminium, het ijs was in staat om luchtbellen onder zich op te sluiten, net als bij vloeibaar water."

Met dat in gedachten, Boreyko is van plan om door te gaan met het verbeteren van het oorspronkelijke chemische mengsel. Door verder onderzoek, hij hoopt de superhydrofobe oppervlakken duurzaam te maken voor langdurig praktisch gebruik.