Οι χρυσές νανοράβδοι καθαρίζουν τις επιφάνειες του πάγου - απλά προσθέστε το φως του ήλιου! Η πρόληψη ή ο καθαρισμός της συσσώρευσης πάγου στις επιφάνειες είναι ένα σημαντικό χειμερινό πρόβλημα, όπως αντιμετωπίζουν σήμερα περιοχές των νότιων ΗΠΑ. Επιστήμονες στο Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) ανέπτυξαν τώρα μια νέα επίστρωση λεπτής μεμβράνης από νανοράβδους χρυσού που μπορούν να λιώσουν παθητικά τον πάγο χρησιμοποιώντας μόνο το φως του ήλιου.
Σε περιοχές με ψυχρούς χειμώνες, ο πάγος μπορεί να συσσωρευτεί σε επιφάνειες και να προκαλέσει κάθε είδους όλεθρο. Η εύρεση τρόπων για να διατηρηθούν τα αυτοκίνητα, τα αεροπλάνα, οι δρόμοι, οι διάδρομοι, τα παράθυρα, οι ηλιακοί συλλέκτες, οι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και άλλες υποδομές καθαρές από πάγο είναι ένας σημαντικός τομέας της μηχανικής έρευνας. Αλλά τα άλατα είναι επικίνδυνα για το περιβάλλον και η ενσωμάτωση ηλεκτροδίων που θερμαίνουν τις επιφάνειες απαιτεί ενέργεια.

Μια επιφάνεια που μπορεί να αφαιρέσει παθητικά τον πάγο θα μπορούσε να είναι πιο αποτελεσματική και απλούστερη σε πραγματικές εφαρμογές. Η νέα επίστρωση της ομάδας KAIST θα πρέπει να κάνει ακριβώς αυτό, συλλαμβάνοντας το φως του ήλιου για να ζεσταθεί και να αφαιρέσει τον πάγο.
Το φιλμ αποτελείται από νανοκρυστάλλους κυτταρίνης (CNC) ως βάση, οι οποίοι μπορούν εύκολα να εξαχθούν από φυσικές πηγές, λέει η ομάδα. Το δραστικό συστατικό όμως είναι οι χρυσές νανοράβδοι, οι οποίες είναι τα κομμάτια που απορροφούν το φως του ήλιου και θερμαίνονται. Μέσω μιας εξειδικευμένης τεχνικής κατασκευής, οι ερευνητές δημιούργησαν μεμβράνες όπου οι χρυσές νανοράβδοι θα τακτοποιούνταν σε δακτυλίους, βελτιώνοντας τις δυνατότητες αποπάγωσής τους.
Η ομάδα δοκίμασε το υλικό στο εργαστήριο τοποθετώντας μια πλάκα ελέγχου θερμοκρασίας στο κάτω μέρος και ένα αδιάβροχο στρώμα στην κορυφή της μεμβράνης και το έθεσε σε λειτουργία σε σενάρια αντιπαγοποίησης (πρόληψη σχηματισμού παγετού) και αποπάγωσης (αφαίρεση ήδη συσσωρευμένου πάγου). Και στις δύο περιπτώσεις, μετά από μόλις 10 λεπτά έκθεσης στο φως, η επιφάνεια ήταν σε μεγάλο βαθμό χωρίς πάγο.

Ακριβώς πόσο καλά θα λειτουργούσε η απομάκρυνση των παχιών στρωμάτων παγετού παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα - φαίνεται ότι τουλάχιστον μερικές από τις χρυσές νανοράβδους πρέπει να εκτεθούν στο ηλιακό φως για να θερμανθεί. Η χρήση χρυσού, όπου άλλα παρόμοια συστήματα χρησιμοποιούν χαλκό, εγείρει επίσης ερωτήματα κόστους και επεκτασιμότητας. Τούτου λεχθέντος, υπάρχει ακόμα περισσότερη δουλειά βελτιστοποίησης που πρέπει να γίνει, λέει η ομάδα, και η τεχνική κατασκευής φαίνεται να είναι το κύριο σημείο διαφοράς.

Πηγή: Gold nanorod films clear surfaces of ice – just add sunlight (newatlas.com)
Photo by Vilkasss/pixabay