Estados Unidos/China. Las superficies y revestimientos repelentes al agua podrían hacer que la eliminación del hielo sea una brisa literal al forzar el crecimiento del hielo en lugar de patinar, según un nuevo estudio de la Universidad de Nebraska-Lincoln y varias instituciones chinas.
Los hallazgos de la investigación sugieren que la aplicación de revestimientos repelentes al agua a los parabrisas antes de las tormentas de invierno, o las superficies de ingeniería que repelen el agua inherentemente, podría permitir que una brisa fuerte maneje la carga de la eliminación de hielo.
Los experimentos y simulaciones mostraron que una gota de agua en una superficie repelente se congelará hacia arriba en una formación microscópica de seis brazos que se asemeja a un copo de nieve idealizado, con solo una pequeña porción de su base adherida a la superficie. Esto tiene sentido dado que las gotas de agua se acumulan en lugar de extenderse sobre superficies repelentes, dijo el coautor de Nebraska, Xiao Cheng Zeng.
La temperatura y la presión dictan en su mayoría cómo se cristalizan las gotas de agua al aire libre, y esas variables tienen un factor en la formación de hielo en las superficies sólidas, dijo Zeng. Pero el estudio del equipo sugiere que el ángulo de contacto de una superficie, el ángulo formado por una gotita de agua y una superficie sólida, determina si el hielo crecerá a lo largo o fuera de la superficie.
Mientras que una superficie hidrofílica permite que el agua se extienda a través de ella con un ángulo de contacto pequeño, una superficie hidrofóbica que repele el agua forzará a las gotas a formarse un gran ángulo.
"Ya sea que el agua se congele de una forma u otra depende de la superficie, no de la temperatura", dijo Zeng. "Es casi completamente dependiente del ángulo de contacto".
En una superficie libre de defectos fabricada en el laboratorio o modelada en una simulación computarizada, las transiciones de hielo desde lo largo de la superficie hasta fuera, crecen a un ángulo de contacto de entre 30 y 40 grados, encontró el equipo.
Los investigadores también descubrieron que aumentar la rugosidad de una superficie ampliando sus poros nanoscópicos en realidad disminuía este umbral angular, lo que significa que las superficies más rugosas no necesitan ser tan repelentes al agua como para fomentar el crecimiento de hielo que se elimina con mayor facilidad.
Fuente: Universidad de Nebraska.
