Los aeropuertos están ocupados, especialmente durante el invierno. Mientras los pasajeros esperan para abordar, las demoras se alargan cuando los aviones necesitan ser rociados con miles de galones de líquidos descongelantes que los ayudan a combatir el gélido invierno. Pero tan pronto como el avión despega, la mayor parte del líquido desaparece de la superficie del avión y termina contaminando los arroyos y lagos de agua dulce.

En un esfuerzo por hacer un producto más eficiente inmune al hielo para industrias y consumidores tan exigentes, Sushant Anand, profesor asistente de ingeniería mecánica de la UIC, y Rukmava Chatterjee, un Ph.D. de la UIC. estudiante, han desarrollado una alternativa más duradera a los descongeladores convencionales. Dicen que también podría beneficiar a otras industrias.

"Cuestionamos la vida útil de los crioprotectores y buscamos nuevas formas de aumentar su efectividad", dijo Anand. "Los glicoles se disuelven muy rápido en el agua y se eliminan antes de que el avión despegue, y es un problema grave que cuesta cientos de millones de dólares, la mayoría de los cuales literalmente terminan en el desagüe. Pensamos, ¿por qué no mejorar esos productos químicos? mismos, y crear alternativas que puedan durar más y ser más bioamigables. Y eso es lo que terminamos haciendo".

Para lograr su objetivo, los investigadores desarrollaron una extensa familia de más de 80 recubrimientos anticongelantes, que pueden clasificarse como soluciones poliméricas, emulsiones, cremas y geles. Las formulaciones se pueden aplicar fácilmente sobre aluminio, acero, cobre, vidrio, plástico o cualquier superficie industrial sin necesidad de preacondicionamiento ni costosos tratamientos superficiales.

"Nuestros recubrimientos son un paquete todo en uno que puede retrasar la formación de escarcha durante horas prolongadas y, al mismo tiempo, hacer que cualquier hielo formado en su superficie se desprenda fácilmente con una brisa suave o una simple inclinación del sustrato", dijo Chatterjee.

Su trabajo se informa en un Materiales avanzados artículo titulado "Una familia de recubrimientos resistentes a las heladas y al hielo".

Los recubrimientos son una familia de formulaciones basadas en materiales de cambio de fase y recubrimientos multifuncionales que pueden adaptar la adhesión de incrustantes sólidos en superficies funcionales, que van desde hielo hasta bacterias, independientemente de su estructura material y química inherentes. Esto se diseñó regulando la forma en que los productos químicos se filtran del sistema de materiales y creando una capa superficial lubricante que es resbaladiza y no se congela por naturaleza.

Los geles anticongelantes también son transparentes, lo que es fundamental para aplicaciones como señales de tráfico, luces de pista que ayudan a los pilotos durante los aterrizajes, parabrisas de automóviles o ventanas de edificios.

"Imagínese recubrir su reloj inteligente con nuestro gel que puede inhibir la acumulación de hielo en los negativos fríos y, al mismo tiempo, prevenir cualquier contaminación bacteriana", dijo Chatterjee.

"Dado que nuestros aerosoles antihielo son bioamigables y antibacterianos, incluso creemos que existe la posibilidad de usarlos en la agricultura para evitar que las heladas severas arruinen los cultivos", dijo Anand. "Pero eso es una quimera, y necesitamos hacer más estudios para ver si habrá algún efecto adverso a largo plazo en las plantas".

La Oficina de Gestión de Tecnología de UIC ha presentado una solicitud de patente mundial titulada "Composiciones y métodos para inhibir la formación de hielo en superficies".

"Hay un gran potencial en estos materiales para muchas aplicaciones, y creo que el día en que salgan las versiones comerciales de nuestros materiales está cada vez más cerca", dijo Anand.

Los miembros del Grupo de Investigación Anand Hassan Bararnia y Umesh Chaudhuri colaboraron con Chatterjee en los experimentos. + Explora más

Los materiales podrían retrasar la congelación hasta 300 veces más que los revestimientos antihielo existentes