Každou zimu přináší mráz nechtěné poruchy, od namrzlých čelních skel až po zamrzlá tepelná čerpadla. Tradiční metody odmrazování využívají energeticky náročná topidla nebo chemikálie, které jsou škodlivé pro životní prostředí. Nyní vědci z Virginia Tech přišli s inovativnějším řešením: elektrostatickým odmrazováním (ESDT).
Tato metoda se inspiruje mikroskopickými elektrickými náboji, které jsou již přítomny v samotném ledu. Asistent profesora Jonathan Boreyko a jeho tým věří, že mohou tyto přirozené elektrické proudy použít k odstranění ledu bez použití tepla nebo agresivních chemikálií. Jejich předchozí práce ukázala, jak použití malého napětí může polarizovat filmy vody blízko mrazu a odlamovat mikroskopické ledové krystaly.
EOT staví na tomto konceptu přivedením mnohem vyššího napětí na elektrodu umístěnou nad mrazem. Myšlenka je, že to zvýší elektrickou polarizaci v mrazu. Zvýšená polarizace vytváří silnou přitažlivost mezi mrazem a elektrodou, což způsobuje praskání krystalů mrazu a „skákání“ z povrchu.
Při testování své teorie tým získal povzbudivé první výsledky: I bez použití napětí měděná deska umístěná nad mrazem odstranila asi 15 % ledu kvůli přirozené schopnosti mrazu slabě se samopolarizovat. Použití 120 voltů výrazně zvýšilo rychlost odstraňování na 40 % a zvýšení napětí na 550 voltů vedlo k 50% snížení námrazy.
Situace však nabrala nečekaný spád, když vědci napětí ještě zvýšili. Místo neustálého zlepšování výkonu se odmrazování ve skutečnosti snížilo nad 1100 voltů. To tým zmátlo, protože jejich teoretický model předpovídal neustálé zlepšování se zvyšujícím se stresem.
Na vině byl únik náboje z polarizovaného mrazu do podložního povrchu, na kterém rostl. Testy na více izolačním skleněném substrátu ukázaly, že tento problém s únikem je méně výrazný při vyšších napětích. Přechod na „vzduch-zachycující superhydrofobní“ substrát – vysoce vodoodpudivý materiál – tento problém zcela eliminuje a umožňuje jim dosáhnout očekávaných výsledků.
Při 5500 voltech, nejvyšším napětí testovaném na novém substrátu, bylo odstraněno úžasných 75 % námrazy, a dokonce se pod vrstvou ledu odhalilo skryté logo Virginia Tech!
Přestože je EOT stále v rané fázi vývoje, představuje významný potenciál jako budoucí alternativa k tradičním metodám odmrazování. Může být výrazně ekonomičtější, šetrnější k životnímu prostředí a energeticky úspornější. Mezi další kroky týmu Boreyko patří testování na různých površích a další zvýšení rychlosti odstraňování námrazy – nakonec s cílem úplné odstranění ledu.
