Is er sjældent bare et lag, der kan børstes væk. Den binder sig til overfladen, skjuler detaljer og ændrer belastningen på alt fra master til blade og tage.
En ny belægning prøver ikke at opvarme hele konstruktionen. Den lægger varmen i de øverste mikrometer, dér hvor bindingen skal brydes.
Materialet indeholder lysabsorberende metal-organiske strukturer i en ru mikro- og nanostruktur. Når solen rammer, omdannes en del af strålingen til varme.
Samtidig er overfladen superhydrofob. Vand har mindre kontakt med den, og dråber kan lettere rulle af, før de fryser fast.
Anti-icing handler om at forsinke eller forhindre dannelsen af is. De-icing handler om at fjerne is, der allerede er kommet. Belægningen forsøger begge dele.
I forsøgene frøs dråber senere på den behandlede overflade, og under lys blev isen løsnet hurtigere. Fotografierne viser også afisning på en lille vindmølledemonstrator.
Forskerne beskrev en proces på op til 50 liter belægning om dagen og demonstrerede sprøjtning af en flade på 100 gange 50 centimeter. Den anslåede materialepris lå omkring 6,1–8,1 amerikanske dollar pr. kvadratmeter.
Skalerbarhed er vigtig. Men den afgørende arktiske omkostning opstår senere: forbehandling, påføring, inspektion og genbehandling på en konstruktion, der måske kun kan nås i få måneder om året.
Den fototermiske funktion kræver lys. I polar nat, tæt tåge eller under et tykt snelag bliver mekanismen svag eller forsvinder. En mørk absorberende overflade kan desuden være energimæssigt uheldig i andre driftssituationer.
Teknologien bør derfor vurderes på det konkrete isregime: opstår problemet især i lyse overgangsperioder, ved underafkølet tåge eller midt i den mørkeste vinter?
Forskerne udsatte belægningen for slid, kemiske påvirkninger og udendørs miljø. Det er mere end en ren optisk demonstration.
Alligevel mangler det svar, som bestemmer dens værdi på en rigtig installation: Hvor mange fryse-tø-cyklusser, sandpartikler, ultraviolet-timer og mekaniske stød kan den tåle, før ruheden eller vandafvisningen forsvinder? En overflade, der kan spare aktiv afisning, er interessant. En overflade, der ofte skal erstattes, flytter blot arbejdet.
Kilder
Ma et al. (2024): Scalable robust photothermal superhydrophobic coatings for efficient anti-icing and de-icing in simulated/real environments. Nature Communications 15, 9610. https://doi.org/10.1038/s41467-024-54058-8
Billeder og kreditering
Ubehandlede vinger øverst og belagte vinger nederst gennem 60 minutter. Fotografisk udsnit af figur 6d fra Ma et al., Nature Communications (2024), CC BY 4.0. Beskåret; indholdet er ikke ændret.
Supplerende billede: Bifacialt og monofacialt anlæg i Escanaba, Michigan, 13. november 2020. Fotografisk udsnit af figur 4 i Hayibo et al. (2022), Renewable Energy. Open access; beskåret, ellers uændret. De turkise linjer stammer fra studiets billedanalyse.