Uued materjalid hoiavad lennukid, hooned ja teed jääst vabad

Uued materjalid võiksid ära hoida ka teede jäätumise. Foto: SCANPIX

Harvardi ülikooli teadlased töötasid välja ja demonstreerisid jäävabasid nanostruktureeritud materjale, mis tõrjuvad vett ja hoiavad seega ära jäätumise. Lahendust võiks tulevikus kasutada nii lennukite, hoonete, elektriliinide kui ka maanteede puhul.

Ülikooli pressiteate järgi võiks nende loodud jäätumisvastase tehnoloogia otsene integreerimine materjaliga olla efektiivsem ja kestvam, kui praegu jäätumise vastu kasutatav keemiliste ainete piserdamine, soola kasutamine teedel ja kütmine, vahendas Tartu Ülikooli teadusportaal Novaator.

Harvardi Ülikooli teadlase Joanna Aizenbergi poolt juhitud teadlaste rühm keskendus mitte tekkinud jääga võitlemisele, vaid selle tekke ärahoidmisele. Aizenbergi sõnul oli teadlastel plaanis jäätumisega võitlemiseks kasutada teistsugust lähenemist, luues materjale, mis loomupäraselt veepiisad tagasi tõrjuvad.

Varasematele uuringutele tuginedes mõistsid teadlased, et jää tekkimine ei ole staatiline sündmus. Seetõttu oli oluline uurida kogu dünaamilist protsessi, kuidas veepiisad mõjutavad ülikülmi pindasid ja jäätuvad.

Esmase inspiratsiooni said teadlased looduses esinevatest nähtustest. Näiteks suudavad moskiitod oma silmade hägustumist vältida ning vesijooksiklased jalgu kuivana hoida tänu tillukestele harjastele, mis tõrjuvad veepiiskasid eemale, vähendades pinda, millega veetilk kokku puutub.

Aizenbergi sõnul saab jäätumine alguse veepiiskade kokkupõrkest mingi pinnaga, kuid samas on väga vähe teada, mis tegelikult juhtub, kui veepiisad satuvad madala temperatuuriga pindadele.

Läbi täpsete vaatluste jõudsid teadlased selgusele, et kui külm veepiisk põrkub nanostruktuurse pinnaga, siis ta valgub esmalt laiali, kuid siis protsess pöördub ning veepiisk võtab uuesti ümmarguse kuju ning põrkub enne jäätuda jõudmist pinnalt tagasi. Tavalisel siledal pinnal jäävad aga veepiisad laialivalgunuks ja jäätuvad lõpuks.

Uuringu lõpptulemusena loodud nanostruktuursed materjalid hoiavad Harvardi teatel jäätumise ära isegi 25-30 miinuskraadi juures.

Aizenbergi sõnul on nende lähenemise näol tegemist väga vajaliku ja radikaalse muudatusega jäätõrje tehnoloogiate osas. Tegemist on reaalselt rakendatava tehnoloogiaga ning teadlased on juba alustanud selle testimist erinevate tänapäeval kasutuses olevate seadmete ja rakenduste juures.

Võrreldes tavapäraste jäätõrje vahenditega, nagu soola kasutamine või kütmine, ei ole nanostruktuursete materjalide kasutamine toksiline ning on keskkonnasõbralik. Kui näiteks lennukite puhul kasutatakse jäätumise vältimiseks kemikaale, siis võivad need sademete kaudu sattuda keskkonda ja nende jäätmekäitlust peab väga hoolikalt kontrollima. Soola kasutamine maanteedel ja tänavatel võib omakorda põhjustada korrosiooni  ning probleeme kohalikku veevärki sattudes.

Harvardi teadlased loodavad, et nende uurimistulemused võimaldavad varsti kasutusele võtta mitmesuguste pindade jäätumist ära hoidvaid erinevaid kattematerjale.