Щозими мороз приносить небажані збої, від крижаних лобових стекол до замерзлих теплових насосів. Традиційні методи розморожування використовують енергоємні нагрівачі або шкідливі для навколишнього середовища хімікати. Тепер дослідники з Virginia Tech винайшли більш інноваційне рішення: електростатичне розморожування (ESDT).
Цей метод черпає натхнення з мікроскопічних електричних зарядів, які вже присутні в самому льоду. Доцент Джонатан Борейко та його команда вважають, що вони можуть використовувати ці природні електричні струми для видалення льоду без використання тепла чи агресивних хімікатів. Їхня попередня робота показала, як застосування невеликої напруги може поляризувати плівки води поблизу інею, розбиваючи мікроскопічні кристали льоду.
EOT спирається на цю концепцію, застосовуючи набагато вищу напругу до електрода, розміщеного над морозом. Ідея полягає в тому, що це збільшить електричну поляризацію в морозі. Підвищена поляризація створює сильне притягання між інеєм і електродом, змушуючи кристали інею тріскатися і «стрибати» з поверхні.
Перевіряючи свою теорію, команда отримала обнадійливі ранні результати: навіть без подачі напруги мідна пластина, покладена на іній, видалила близько 15% льоду через природну здатність інею до слабкої самополяризації. Застосування 120 вольт значно збільшило цей коефіцієнт видалення до 40%, а збільшення напруги до 550 вольт призвело до 50% зменшення морозу.
Однак ситуація прийняла несподіваний поворот, коли дослідники ще більше посилили напругу. Замість постійного підвищення продуктивності розморожування фактично знизилося вище 1100 вольт. Це спантеличило команду, оскільки їхня теоретична модель передбачала постійне вдосконалення зі збільшенням стресу.
Виною тому став витік заряду з поляризованого інею на підстилаючу поверхню, на якій він зростав. Випробування на більш ізоляційній скляній підкладці показали, що ця проблема витоку стає менш вираженою при вищих напругах. Перехід на «повітряну супергідрофобну» підкладку — висоководовідштовхувальний матеріал — повністю усуває проблему, дозволяючи отримати очікувані результати.
При 5500 вольтах, найвищій напрузі, випробуваній на новій підкладці, було видалено вражаючі 75% інею, навіть виявивши прихований логотип Virginia Tech під крижаним покриттям!
Хоча EOT все ще знаходиться на ранніх стадіях розробки, він представляє значний потенціал як майбутня альтернатива традиційним методам розморожування. Це може бути значно економнішим, екологічнішим та енергоефективним. Наступні кроки для команди Борейко включають випробування на різних поверхнях і подальше збільшення швидкості видалення інею — зрештою, з метою повного видалення льоду.
