Физики из США и Японии разработали новый метод удаления льда с различных поверхностей, который позволяет ускорить этот процесс в 10 тыс. раз. Метод основан на локальном нагреве границы между телом и замерзшей водой — и позволяет топить лед более чем в 100 раз эффективнее. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters.
Обледенение поверхностей в случае с техникой иногда представляет собой серьезную проблему. Например, появление льда в двигателе самолета может привести к его поломке, а обледенение линий электропередач — к обрыву проводов.
Методы очистки поверхностей ото льда уже существуют, однако часто они трудозатраты, дороги и требуют большого количества времени.
В новом исследовании ученые нашли решение этой проблемы — они разработали новый метод удаления льда, основанный на импульсном нагреве пограничного слоя льда. Исследователи разработали математическую модель переноса тепла — это позволило рассчитать время на очистку поверхности ото льда. зная ее геометрию, температуру и тепловую мощность.
Чтобы проверить метод, ученые покрыли стекло 10-микронным слоем оксида индия-олова, который используется для устойчивости к изморози. Затем стекло подвергли воздействию температуры в -15°C и -71°C, характерной для морозильных систем и самолетов соответственно.
Благодаря новому методу, физики рассчитали границу между телом и замерзшей водой и растопили тонкий лед в приграничных областях. На это потребовалось менее 0,01 процента времени по сравнению со стандартными методами и менее 1 процента суммарной затраченной энергии, говорится в исследовании.
Ранее сообщалось, что в Университете Иннополис с 9 по 11 сентября пройдет девятая международная конференция по физике и управлению PhysCon2019. В мероприятии примут участие 140 мировых экспертов в области нейродинамики, теории управления, нелинейной физики, нейротехнологий и робототехники из 25 стран.