Les aéroports sont occupés, surtout pendant l’hiver. Alors que les passagers attendent pour embarquer, les retards s’allongent lorsque les avions doivent être arrosés de milliers de gallons de liquides de dégivrage qui les aident à lutter contre l’hiver glacial. Mais dès que l’avion décolle, la majeure partie du liquide a disparu de la surface de l’avion et finit par polluer les cours d’eau douce et les lacs.
Dans le but de rendre un produit plus efficace à l’abri de la glace pour des industries et des consommateurs aussi exigeants, Sushant Anand, professeur adjoint de génie mécanique à l’UIC, et Rukmava Chatterjee, titulaire d’un doctorat de l’UIC. étudiant, ont développé une alternative plus durable aux dégivreurs conventionnels. Ils disent que cela pourrait également profiter à d’autres industries.
« Nous avons remis en question la durée de vie des cryoprotecteurs et avons examiné de nouvelles façons d’augmenter leur efficacité », a déclaré Anand. « Les glycols se dissolvent très rapidement dans l’eau et sont emportés avant que l’avion ne décolle, et c’est un problème sérieux qui coûte des centaines de millions de dollars – dont la plupart finissent littéralement dans les égouts. Nous avons pensé, pourquoi ne pas améliorer ces produits chimiques eux-mêmes, et créer des alternatives qui peuvent durer plus longtemps tout en étant plus biofriendly. Et c’est ce que nous avons fini par faire.
Pour atteindre leur objectif, les chercheurs ont développé une vaste famille de plus de 80 revêtements antigel, qui peuvent être classés en solutions polymères, émulsions, crèmes et gels. Les formulations peuvent être facilement appliquées sur l’aluminium, l’acier, le cuivre, le verre, le plastique ou toute surface industrielle sans préconditionnement ni traitements de surface coûteux.
« Nos revêtements sont un ensemble tout-en-un qui peut retarder la formation de givre pendant de longues heures et simultanément faire en sorte que toute glace formée à sa surface se détache facilement par une légère brise ou une simple inclinaison du substrat », a déclaré Chatterjee.
Une famille de revêtements résistants au gel et glaçons est une alternative plus durable aux dégivreurs conventionnels. Les revêtements sont une famille de formulations à base de matériaux à changement de phase et de revêtements multifonctionnels qui peuvent adapter l’adhérence des salissures solides sur des surfaces fonctionnelles, allant de la glace aux bactéries, indépendamment de leur structure et de leur chimie intrinsèques. 1 crédit
Leur travail est rapporté dans un Matériaux avancés article intitulé « Une famille de revêtements résistants au gel et glaçons. »
Les revêtements sont une famille de formulations à base de matériaux à changement de phase et de revêtements multifonctionnels qui peuvent adapter l’adhérence des salissures solides sur des surfaces fonctionnelles, allant de la glace aux bactéries, indépendamment de leur structure et de leur chimie intrinsèques. Cela a été conçu en régulant la façon dont les produits chimiques s’échappent du système de matériaux et en créant une couche de surface lubrifiante qui est à la fois glissante et non gelée par nature.
Les gels antigel sont également transparents, ce qui est essentiel pour des applications telles que les feux de circulation, les feux de piste qui assistent les pilotes lors des atterrissages, les pare-brise automobiles ou les fenêtres des bâtiments.
« Imaginez enduire votre smartwatch avec notre gel qui peut inhiber l’accumulation de glace dans les négatifs froids tout en empêchant simultanément toute contamination bactérienne », a déclaré Chatterjee.
« Étant donné que nos sprays anti-givrage sont écologiques et antibactériens, nous pensons même qu’il est possible de les utiliser en agriculture pour éviter que les cultures ne soient détruites par un gel sévère », a déclaré Anand. « Mais c’est une chimère, et nous devons faire plus d’études pour voir s’il y aura des effets néfastes à long terme sur les plantes. »
Une demande de brevet mondiale intitulée « Compositions et procédés pour inhiber la formation de glace sur les surfaces » a été déposée par l’Office of Technology Management de l’UIC.
« Il y a un grand potentiel dans ces matériaux pour de nombreuses applications, et je pense que le jour où les versions commerciales de nos matériaux sortiront vient de se rapprocher », a déclaré Anand.
Les membres du groupe de recherche Anand Hassan Bararnia et Umesh Chaudhuri ont collaboré avec Chatterjee sur les expériences.
Rukmava Chatterjee et al, Une famille de revêtements résistants au gel et glaçons, Matériaux avancés (2022). DOI : 10.1002/adma.202109930