Se culpa al clima helado de pérdidas multimillonarias cada año en los Estados Unidos, incluidos retrasos y daños relacionados con los viajes aéreos, infraestructura e instalaciones de generación y transmisión de energía. Encontrar efectivo, Los materiales de deshielo duraderos y ambientalmente estables se han visto obstaculizados por la tenacidad obstinada con la que el hielo se adhiere a los materiales sobre los que se forma.

Investigadores de la Universidad de Houston han informado de una nueva teoría en física llamada localización del estrés, que utilizaron para ajustar y predecir las propiedades de nuevos materiales. Basado en esas predicciones, los investigadores informaron en Materiales Horizontes que han creado un recubrimiento de polímero de silicona duradero capaz de repeler el hielo de cualquier superficie.

"Hemos desarrollado un nuevo concepto físico y el correspondiente material icephobic que muestra una adhesión de hielo extremadamente baja mientras que tiene una mecánica a largo plazo, durabilidad química y ambiental, " ellos escribieron.

Hadi Ghasemi, Bill D. Cook Profesor asistente de ingeniería mecánica en la UH y autor correspondiente del trabajo, dijo que los hallazgos sugieren una forma de eliminar la prueba y el error de la búsqueda de nuevos materiales, en consonancia con el movimiento de la ciencia de los materiales hacia un enfoque impulsado por la física.

"Pones las propiedades que quieres, y el principio te dirá qué material necesitas sintetizar, " él dijo, señalando que el concepto también se puede utilizar para predecir materiales con excelentes propiedades antibacterianas u otras deseables.

Entre sus colaboradores en el proyecto se encuentran Payman Irajizad, Abdullah Al-Bayati, Bahareh Eslami, Taha Shafquat, Masoumeh Nazari, Parham Jafari, Varun Kashyap y Ali Masoudi, todo con el Departamento de Ingeniería Mecánica de la UH, y Daniel Araya, un ex miembro de la facultad de UH que ahora se encuentra en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.

Ghasemi ha informado anteriormente sobre el desarrollo de varios nuevos materiales icephobic, pero él dijo esos, como otros materiales existentes, no ha podido superar por completo el problema del hielo adherido a la superficie, junto con cuestiones de durabilidad mecánica y medioambiental. La nueva comprensión de la localización de tensiones permite que el nuevo material evite eso, él dijo.

El nuevo material utiliza la localización de energía elástica donde el hielo se encuentra con el material, provocando grietas en la interfaz que se desprenden del hielo. Ghasemi dijo que se requiere una fuerza mínima para causar las grietas; el flujo de aire sobre la superficie de un avión actúa como un disparador, por ejemplo.

El material, que se aplica en forma de spray, se puede utilizar en cualquier superficie, y Ghasemi dijo que las pruebas demostraron que no solo es mecánicamente duradero y no se ve afectado por los rayos ultravioleta, importante para las aeronaves que enfrentan una exposición constante al sol, sino que tampoco cambia el rendimiento aerodinámico de la aeronave. Las pruebas indican que durará más de 10 años, sin necesidad de volver a aplicar, él dijo.