Sneeuwstormen laten vaak dagen - soms weken - herinneringen aan hun aanwezigheid achter nadat warmer en zonniger weer terugkeert. Sneeuwbanken, vaak veroorzaakt door sneeuwploegen als ze belangrijke wegen vrijmaken, kan blijven hangen op parkeerplaatsen, op trottoirs, en op opritten, zelfs als de temperatuur ver boven het vriespunt stijgt.

Het sterk reflecterende oppervlak van verse sneeuw is de boosdoener van dit fenomeen. waardoor mogelijke smelteffecten van de hitte van de zon drastisch worden geminimaliseerd. Steden in koude streken nemen doorgaans hun toevlucht tot actieve methoden om sneeuwbanken te verwijderen, zoals het slepen van de sneeuw naar stortplaatsen of het gebruik van gasgestookte kachels. Deze inspanningen kunnen een jaarlijkse rekening opleveren van ergens tussen de $ 25 miljoen en $ 125 miljoen per stad, sneeuwruimen een eeuwigdurend probleem maken.

Een studentenonderzoeksteam van Virginia Tech heeft de oplossing ontdekt, zowel voor gemeenten die miljoenen willen besparen als voor de huiseigenaar die sneeuwschuivers wil vermijden:de Melt Mat.

Het product van een senior ontwerpteam van de afdeling Biomedische Technologie en Mechanica binnen het College of Engineering, de Melt Mat is een thermisch absorberende deken gemaakt van een dunne plaat aluminium die is gespoten met een ultraplatte zwarte verf. Wanneer gedrapeerd over sneeuw, de Melt Mat verdrievoudigt de smelttijd, allemaal zonder enige inspanning of energie-input.

De resultaten van het Melt Mat-ontwerp van de studenten, fabricage, en testonderzoek zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Langmuir . De studenten hebben ook een voorlopig patent gekregen voor de Melt Mat via Virginia Tech Intellectual Properties.

"Het idee voor een thermisch absorberende deken is nieuw, maar ook heel praktisch " zei Jonathan Boreyko, een assistent-professor biomedische technologie en mechanica en de faculteitsadviseur van het team. "Omwille van de nieuwigheid, het team moest echt voor een tijdschriftpublicatie gaan. Om praktische redenen, we gingen voor een patent."

"Ze kregen uiteindelijk beide, " zei Boreyko. "Ik was erg trots op hen."

Een kenmerk van de bacheloropleiding ingenieurswetenschappen en mechanica, senior ontwerpteams worden gevormd in het voorjaar van het junior jaar van de studenten. Gedurende deze periode, programma faculteitsleden bezoeken junior klassen volgens een roulerend schema om hun ideeën voor senior projecten te pitchen. Na het selecteren van een idee, teamleden verdiepen zich tot het afstuderen in het ontwerpproject - soms langer - met als doel samen met hun facultaire adviseurs onderzoek te doen en producten te ontwerpen.

"Over het algemeen, sneeuw reflecteert ongeveer driekwart van de zonnestraling terug in de lucht, dus het is eigenlijk heel moeilijk voor de zon om een ​​sneeuwbank te smelten, " zei Boreyko. "Zelfs als de temperatuur boven het vriespunt ligt en de zon schijnt, het oppervlak van de sneeuw weerkaatst gewoon de meeste warmte eraf. Dat is het fundamentele probleem dat we hier proberen aan te pakken."

In het voorjaar van 2016, Boreyko presenteerde het idee voor een thermisch absorberende deken, iets dat niet alleen de warmte van de zon zou absorberen, maar kan die warmte ook over het oppervlak van de deken geleiden om de smelttijden van de sneeuw te versnellen. Nadat ze het idee van Boreyko als de focus van hun project hadden gekozen, het team begon toen met het ontwerpproces, bouwen, en experimenteren met verschillende schaalmodellen, waarvan er een meer dan een jaar later zou verschijnen als de Melt Mat.

De Melt Mat is eenvoudig, passief ontwerp betekent dat het minder duur zou zijn om te maken en ideaal voor herhaald gebruik. De duurzame constructie voorkomt ook dat de Melt Mat na verloop van tijd verslechtert, een probleem waargenomen bij andere passieve methoden voor sneeuwruimen, zoals het verspreiden van grote hoeveelheden roetdeeltjes over sneeuwbanken voor een soortgelijk effect. Omdat de Melt Mat niet afhankelijk is van antivries of andere chemicaliën die in het grondwater terecht kunnen komen, het gebruik ervan heeft geen nadelige gevolgen voor het milieu.

Met een breed scala aan toepassingen - inclusief opritten en trottoirs voor woningen, parkeerplaatsen, en atletiekvelden - verschillende leden van het ontwerpteam onderzochten de mogelijkheid om een ​​bedrijf te starten voor de productie, markt, en verkoop de Melt Mat. Maar nu, met hun voorlopig octrooi in de hand, het team hoopt een gevestigd bedrijf te vinden dat mogelijk geïnteresseerd is in het werken aan een volledig patent, waardoor licentieovereenkomsten kunnen worden gesloten om de technologie van de Melt Mat te gebruiken.

"Toen onze senior ontwerpklas was afgelopen, we hadden het gevoel dat we echt iets op het spoor waren, " zei Sarah Wray, een senior ontwerpteamlid en een van de co-auteurs van de studie. "We hebben besloten om onszelf verder te pushen."

Met een beetje geluk, de Melt Mat kan naar een winkel bij jou in de buurt komen.