Образование ледяного покрова создает серьезные трудности для эксплуатации автомобилей, самолетов и различного промышленного оборудования. Исследователи из Virginia Tech разработали энергоэффективный и экологичный способ борьбы с наледью при помощи электростатического размораживания. В основе метода лежит использование естественных электрических свойств льда, что позволяет отказаться от традиционных ресурсоемких подходов. Предлагается принципиально новая концепция: использовать против льда его собственную физическую природу вместо стандартного нагрева или реагентов.
Ключевой принцип технологии заключается в управлении микроскопическими электрическими зарядами, известными как «ионные дефекты», которые формируются в растущем слое изморози. Эти отклонения создают в изморози локализованные участки с положительным или отрицательным дисбалансом заряда. Метод предполагает подачу высокого напряжения на электрод, размещенный над обледеневшей поверхностью. Исследователи предположили, что положительное напряжение на верхнем электроде заставит отрицательные ионные дефекты в изморози двигаться вверх, а положительные – смещаться вниз.
В результате сильной поляризации ледяной покров начинает испытывать мощное притяжение к электроду, которого может оказаться достаточно для раскалывания и отталкивания кристаллов изморози. Максимальная эффективность достигается при подаче напряжения 550 В – таким образом можно удалить до 50% наледи. А после введения в конструкцию высокоизолирующей супергидрофобной поверхности, удерживающую воздушную прослойку, эффективность увеличилась до 75%. Конечной целью ученых является достижение 100% удаления льда с различных типов поверхностей.
А для борьбы с обледенением самолетов больше не требуется тепло.