(PhysOrg.com) -- Terwijl wetenschappers en ingenieurs verschillende producten hebben ontwikkeld die water afstoten en, in mindere mate, sneeuw en ijs, er blijft veel ruimte over voor iets 'nieuws en verbeterd'.

Constantine Megaridis, hoogleraar mechanische en industriële techniek van de Universiteit van Illinois in Chicago, hoopt dat hij en zijn Micro/Nanoscale Fluid Transport Laboratory-team bij UIC nieuwe manieren zullen vinden om dit doel te bereiken.

Megaridis ontving een $ 320, 000 National Science Foundation-subsidie ​​​​om te onderzoeken wat "icofoob gedrag" wordt genoemd door geselecteerde oppervlakken. Hij gebruikt coatings met afstembare eigenschappen zoals een gecontroleerde micro-tot-nanoschaal textuur die het vermogen om water af te stoten - een eigenschap die superhydrofobiciteit wordt genoemd - of het vermogen tot zelfreiniging vertonen.

Het recente onderzoek van Megaridis om coatings te ontwikkelen die zowel superhydrofoob als zelfreinigend zijn, heeft veelbelovende resultaten opgeleverd. Hij wil nu gaan onderzoeken of dergelijke coatings verbeterd kunnen worden, het toevoegen van de "icefobe" kwaliteit en het testen van oppervlaktecoatings die zowel water afstoten als elektriciteit geleiden.

"Het belangrijkste idee is om een ​​huid te kunnen bieden die zowel fobisch als elektrisch geleidend is - dit laatste betekent dat je het kunt opwarmen, "zei hij. "Stel je voor dat je een stuk ijs hebt verankerd in een ruwe, koud oppervlak. Proberen om het te verwijderen is een uitdaging omdat het ijs vastzit. Maar als je plaatselijk warmte toevoegt en het contactgebied tussen het ijs en de oppervlaktehuid smelt, je creëert een dunne smeerlaag zodat het ijs eraf kan glijden."

Het laboratoriumwerk van Megaridis zal zich richten op het karakteriseren van verschillende oppervlaktecoatings om beter te begrijpen hoe deze oppervlakken de waterafscheiding en het afrollen van water kunnen verbeteren. De vorm van de waterparel en de helling van een oppervlak waar water van af kan rollen, zijn twee belangrijke eigenschappen die de oppervlaktefobiciteit kenmerken, of oppervlakte-energie - die de affiniteit tussen een vaste stof en een vloeistof definieert.

"Teflon, heeft bijvoorbeeld een zeer lage oppervlakte-energie. Water blijft er niet aan plakken, "Zei Megaridis. "Water plakt op metaal waardoor wegrollen wordt voorkomen. Metalen hebben een hoge oppervlakte-energie."

Megaridis en zijn laboratoriumteam hopen te leren hoe ze duurzamer, ijsafstotende coatings voor kritische en hoogwaardige toepassingen, zoals energieopwekkende windturbinebladen.

"Als ijs neerslaat op turbinebladen, het kan een groot deel van de output van de turbine beroven, "Hij zei. "IJsvorming op vliegtuigvleugels is een ander langetermijnprobleem waaraan we willen werken."

Megaridis zegt dat zijn laboratorium over de juiste tools beschikt om het probleem te bestuderen. "We proberen de wetenschap te pushen zodat producten op dit gebied beter worden, " zei hij. "We willen iets produceren dat waarde heeft voor de echte wereld."

Een deel van de NSF-beurs zal wetenschapsleraren ondersteunen aan de Benito Juarez Community Academy in Chicago, een middelbare school in de wijk Pilsen in de buurt van de UIC-campus. Geselecteerde studenten die hopen met succes deel te nemen aan komende wetenschapsbeurzen, krijgen de kans om samen te werken met UIC-studenten in het laboratorium van Megaridis om meer te leren over wetenschappelijke carrièremogelijkheden en de discipline die nodig is om een ​​wetenschapper te worden.

"We hopen deze jonge studenten enthousiast te maken, " zei hij. "We zullen ze laten zien hoe onderzoek wordt gedaan. We zullen ook toegang bieden tot eersteklas wetenschappelijke onderzoeksapparatuur."