Инженеры изобрели самоходный лед
В Вирджинском политехническом институте (Virginia Tech) нашли способ заставить лед двигаться самостоятельно. Это не фокус и не сверхъестественное явление, а инженерное достижение. Ученые разработали плоскую металлическую поверхность, по которой ледяные диски скользят без какого-либо толчка. Исследование имеет множество потенциальных применений, включая быстрое размораживание и новые способы получения зеленой энергии.
Как в Долине Смерти
Вдохновением для изобретателей послужили «движущиеся камни» Долины Смерти — валуны, которые перемещаются по высохшему дну озера благодаря сочетанию таяния льда и ветра. Это редкое природное явление происходит, когда дождь оседает на твердой поверхности пустыни и превращается в тонкие слои льда, если ночная температура опускается ниже нуля. Когда лед тает, даже легкий ветерок может сдвинуть оставшиеся ледяные пласты, которые иногда увлекают за собой камни.
Выяснив механизм движения камней в Долине Смерти, инженеры-материаловеды Лаборатории природных жидкостей и интерфейсов Virginia Tech решили создать поверхность, по которой лед будет двигаться сам, без помощи ветра. Результаты пятилетней работы опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
Ученые изготовили специальные алюминиевые пластины с микроскопическими V-образными канавками в виде елочки. Затем заморозили воду в чашках Петри, чтобы получить ледяные диски, которые поместили на нагретые пластины. По мере таяния льда вода направляется канавками и подталкивает диски двигаться вперед. Ключевую роль здесь играет именно елочный узор, так как он предотвращает обратное течение воды.
Команда также покрыла некоторые пластины водоотталкивающим спреем, чтобы посмотреть, что произойдет. Ледяные диски сначала прилипали к обработанной поверхности, а затем внезапно начинали быстро скользить по металлической пластине.
За пределами лаборатории
Авторы уверены в практической пользе их разработки.
«Эти результаты демонстрируют потенциал пассивного удаления льда и микротранспортировки с помощью контролируемого таяния и направленного движения по поверхности. Это может быть полезно для антиобледенительных систем, самоочищающихся поверхностей и микрофлюидного транспорта без источника энергии», — уточняется в статье.
Дополнительные исследования могут более глубоко оценить потенциал самоходного льда. Одно из самых многообещающих применений — сбор энергии. Например, металлические пластины можно сделать круглыми — тогда тающие ледяные диски будут вращаться непрерывно. Остается прикрепить к ним магниты или турбину для выработки электроэнергии — чем не «вечный двигатель»?
