Ijzig weer is verantwoordelijk voor verliezen van miljarden dollars per jaar in de Verenigde Staten, inclusief vertragingen en schade in verband met vliegreizen, infrastructuur en energieopwekkings- en transmissiefaciliteiten. Effectief vinden, duurzame en milieuvriendelijke ontdooiingsmaterialen zijn belemmerd door de hardnekkige vasthoudendheid waarmee ijs zich hecht aan de materialen waarop het zich vormt.

Onderzoekers van de Universiteit van Houston hebben een nieuwe theorie in de natuurkunde gerapporteerd die stresslokalisatie wordt genoemd. waarmee ze de eigenschappen van nieuwe materialen afstemden en voorspelden. Op basis van die voorspellingen rapporteerden de onderzoekers in Materialen Horizons dat ze een duurzame siliconenpolymeercoating hebben gecreëerd die ijs van elk oppervlak kan afstoten.

"We hebben een nieuw fysiek concept en het bijbehorende ijsfobe materiaal ontwikkeld dat een extreem lage ijsadhesie vertoont en tegelijkertijd mechanische, chemische en milieuduurzaamheid, " Zij schreven.

Hadi Ghasemi, Bill D. Cook Universitair docent werktuigbouwkunde aan de UH en corresponderende auteur voor het werk, zei dat de bevindingen een manier suggereren om vallen en opstaan ​​uit de zoektocht naar nieuwe materialen te halen, in overeenstemming met de beweging van de materiaalwetenschap in de richting van een fysica-gedreven benadering.

"Je plaatst de eigenschappen die je wilt, en het principe zal je vertellen welk materiaal je moet synthetiseren, " hij zei, opmerkend dat het concept ook kan worden gebruikt om materialen te voorspellen met uitstekende antibacteriële of andere gewenste eigenschappen.

Zijn medewerkers aan het project zijn onder meer Payman Irajizad, Abdullah Al Bayati, Bahareh Eslami, Taha Shafquat, Masoumeh Nazari, Parham Jafari, Varun Kashyap en Ali Masoudi, allemaal met de UH-afdeling Werktuigbouwkunde, en Daniël Araya, een voormalig UH-faculteitslid dat nu bij het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory is.

Ghasemi heeft eerder gemeld dat hij verschillende nieuwe ijsfobe materialen heeft ontwikkeld, maar hij zei die, net als andere bestaande materialen, niet in staat zijn geweest om het probleem van aan het oppervlak vastgehecht ijs volledig te overwinnen, samen met kwesties van mechanische en ecologische duurzaamheid. Door het nieuwe begrip van spanningslokalisatie kan het nieuwe materiaal dat vermijden, hij zei.

Het nieuwe materiaal maakt gebruik van elastische energielokalisatie waar ijs het materiaal ontmoet, scheuren veroorzaken op het grensvlak die van het ijs afslijten. Ghasemi zei dat het minimale kracht vereist om de scheuren te veroorzaken; de luchtstroom over het oppervlak van een vliegtuig werkt als een trigger, bijvoorbeeld.

Het materiaal, die wordt aangebracht als een spray, kan op elk oppervlak worden gebruikt, en Ghasemi zei dat testen hebben aangetoond dat het niet alleen mechanisch duurzaam is en niet wordt beïnvloed door ultraviolette stralen - belangrijk voor vliegtuigen die constant worden blootgesteld aan de zon - maar ook de aerodynamische prestaties van het vliegtuig niet verandert. Testen geven aan dat het meer dan 10 jaar meegaat, zonder dat u opnieuw hoeft te solliciteren, hij zei.