Le temps glacial est blâmé pour des pertes de plusieurs milliards de dollars chaque année aux États-Unis, y compris les retards et les dommages liés au transport aérien, infrastructures et installations de production et de transport d'électricité. Trouver efficace, les matériaux de déglaçage durables et écologiquement stables ont été contrecarrés par la ténacité tenace avec laquelle la glace adhère aux matériaux sur lesquels elle se forme.

Des chercheurs de l'Université de Houston ont rapporté une nouvelle théorie en physique appelée localisation des contraintes, qu'ils utilisaient pour régler et prédire les propriétés des nouveaux matériaux. Sur la base de ces prédictions, les chercheurs ont rapporté dans Horizons de matériaux qu'ils ont créé un revêtement en polymère de silicone durable capable de repousser la glace de n'importe quelle surface.

« Nous avons développé un nouveau concept physique et le matériau glacé correspondant qui présente une adhérence à la glace extrêmement faible tout en ayant des propriétés mécaniques à long terme, durabilité chimique et environnementale, " ils ont écrit.

Hadi Ghasemi, Bill D. Cook Professeur adjoint de génie mécanique à l'UH et auteur correspondant pour le travail, a déclaré que les résultats suggèrent un moyen d'éliminer les essais et les erreurs de la recherche de nouveaux matériaux, en accord avec le mouvement de la science des matériaux vers une approche axée sur la physique.

"Vous mettez les propriétés que vous voulez, et le principe vous dira quel matériel vous devez synthétiser, " il a dit, notant que le concept peut également être utilisé pour prédire des matériaux avec de superbes propriétés antibactériennes ou d'autres propriétés souhaitables.

Ses collaborateurs sur le projet incluent Payman Irajizad, Abdallah Al Bayati, Bahareh Eslami, Taha Shafquat, Masoumeh Nazari, Parham Jafari, Varun Kashyap et Ali Masoudi, le tout avec le département de génie mécanique de l'UH, et Daniel Araya, un ancien membre du corps professoral UH qui est maintenant au laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins.

Ghasemi a précédemment signalé le développement de plusieurs nouveaux matériaux glacés, mais il a dit ceux-là, comme d'autres matériaux existants, n'ont pas été en mesure de surmonter complètement le problème de l'adhérence de la glace à la surface, ainsi que les questions de durabilité mécanique et environnementale. La nouvelle compréhension de la localisation des contraintes permet au nouveau matériau d'éviter cela, il a dit.

Le nouveau matériau utilise une localisation d'énergie élastique où la glace rencontre le matériau, déclenchant des fissures à l'interface qui se détachent de la glace. Ghasemi a déclaré qu'il faut une force minimale pour provoquer les fissures; le flux d'air sur la surface d'un avion agit comme un déclencheur, par exemple.

Le matériel, qui s'applique en spray, peut être utilisé sur n'importe quelle surface, et Ghasemi a déclaré que les tests ont montré qu'il est non seulement mécaniquement durable et non affecté par les rayons ultraviolets - important pour les avions qui sont constamment exposés au soleil - mais ne modifie pas non plus les performances aérodynamiques de l'avion. Les tests indiquent qu'il durera plus de 10 ans, sans qu'il soit nécessaire de présenter une nouvelle demande, il a dit.