(Phys.org) -- Une équipe de chercheurs de l'Université Harvard a inventé un moyen de garder toute surface métallique exempte de glace et de givre. Les surfaces traitées perdent rapidement même les plus petites, gouttelettes de condensation naissantes ou givre simplement par gravité. La technologie empêche les calottes glaciaires de se développer sur les surfaces et toute glace qui se forme, glisse sans effort.

La découverte, publié en ligne comme un manuscrit qui vient d'être accepté dans ACS Nano le 10 juin, a des implications directes pour une grande variété de surfaces métalliques telles que celles utilisées dans les systèmes de réfrigération, éoliennes, avion, navires de mer, et l'industrie du bâtiment.

Le groupe, dirigé par Joanna Aizenberg, Amy Smith Berylson, professeure de science des matériaux à la Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) et membre principale du corps professoral du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering à Harvard, auparavant introduit l'idée qu'il était possible de créer une surface qui empêchait complètement la glace avec des revêtements anti-glace, inspiré de la feuille de lotus hydrofuge. Pourtant, cette technique peut échouer sous une humidité élevée car les textures de surface deviennent recouvertes de condensation et de givre.

"L'absence de moyen pratique d'éliminer les défauts intrinsèques et les inhomogénéités qui contribuent à la condensation liquide, épinglage, gelé, et une forte adhérence, ont soulevé la question de savoir si une surface solide (indépendamment de sa topographie ou de son traitement) peut jamais être vraiment anti-verglas, surtout à haute humidité, conditions de gélification, " a déclaré Aizenberg.

Pour lutter contre ce problème, les chercheurs ont récemment inventé une technologie radicalement différente qui convient à la fois à une humidité élevée et à une pression extrême, appelés SLIPS (Slippery Liquid Infused Porous Surfaces). Les GLISSIÈRES sont conçues pour exposer un sans défaut, interface liquide moléculairement plate, immobilisé par un solide nanostructuré caché. Sur ces surfaces glissantes ultra lisses, fluides et solides, y compris les gouttes d'eau, condensation, gel, et même de la glace solide - peut glisser facilement.

Le défi était d'appliquer cette technologie aux surfaces métalliques, d'autant plus que ces matériaux sont omniprésents dans notre monde moderne, des ailes d'avion aux balustrades. Aizenberg et son équipe ont développé un moyen de recouvrir le métal d'un matériau rugueux auquel le lubrifiant peut adhérer. Le revêtement peut être finement sculpté pour emprisonner le lubrifiant et peut être appliqué à grande échelle, sur des surfaces métalliques de forme arbitraire. En outre, le revêtement est non toxique et anticorrosif.

Pour démontrer la robustesse de la technologie, les chercheurs l'ont appliqué avec succès aux ailettes de refroidissement du réfrigérateur et l'ont testé sous une condition de congélation profonde. Par rapport aux systèmes de refroidissement "hors gel" existants, leur innovation a complètement empêché le gel beaucoup plus efficacement et plus longtemps.

"Contrairement aux surfaces glacées inspirées des feuilles de lotus, qui échouent dans des conditions d'humidité élevée, Matériaux glacés à base de SLIPS, comme le suggèrent nos résultats, peut empêcher complètement la formation de glace à des températures légèrement inférieures à 0°C tout en réduisant considérablement l'accumulation et l'adhérence de la glace sous congélation profonde, conditions de gélification, " a déclaré Aizenberg.

En plus de permettre l'élimination efficace de la glace, la technologie réduit les coûts énergétiques associés de plusieurs ordres de grandeur. Ainsi, l'approche facilement évolutive des surfaces métalliques glissantes est très prometteuse pour une large application dans l'industrie de la réfrigération et de l'aviation et dans d'autres environnements à forte humidité où une surface glaciale est souhaitable.

Par exemple, une fois leur technologie appliquée sur une surface, glace sur les toits, fils, enseignes extérieures, et les éoliennes pourraient être facilement retirées simplement en les inclinant, légère agitation, ou encore le vent et les vibrations.

"Cette nouvelle approche des matériaux glacés est une idée vraiment perturbatrice qui offre un moyen d'avoir un impact transformateur sur les coûts d'énergie et de sécurité associés à la glace, et nous travaillons activement avec les industries de la réfrigération et de l'aviation pour le mettre sur le marché, " a déclaré Aizenberg.

Aizenberg est également professeur de chimie et de biologie chimique au Département de chimie et de biologie chimique, et Susan S. et Kenneth L. Wallach professeur au Radcliffe Institute for Advanced Study, et directeur du Kavli Institute for Bionano Science and Technology à Harvard. Ses co-auteurs comprenaient Philseok Kim, un chercheur en développement technologique au Wyss Institute et au SEAS ; Tak-Sing Wong du Wyss Institute et SEAS; Jack Alvarenga de l'Institut Wyss; Michael J. Kreder de l'Institut Wyss; et Wilmer E. Adorno-Martinez de l'Université de Porto Rico.