Sự tích tụ băng có thể gây ra vấn đề cho đường sá, máy bay, tua-bin gió và đường dây điện, cùng nhiều thứ khác. Giờ đây, các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Đại Liên đã phát triển cấu trúc mới làm từ dây nano đồng có thể khử băng thụ động trên bề mặt với hiệu suất gần 100%.

Không thiếu các hệ thống làm tan băng được phát triển và thử nghiệm trong nhiều năm. Một số yêu cầu lớp phủ hóa học, trong khi một số khác liên quan đến các cấu trúc có kích thước nano không cho phép nước và băng bám vào. Một số sử dụng điện để làm nóng các bề mặt được phủ các ống nano graphene hoặc carbon, trong khi một số khác được làm bằng lớp phủ từ tính có thể trượt băng ngay lập tức.

Đối với nghiên cứu mới, nhóm nhà khoa học từ ĐH Công nghệ Đại Liên đã thiết kế các tổ hợp dây nano đồng có lợi ích làm ấm bề ​​mặt mà không cần nguồn cung cấp năng lượng nhân tạo. Thay vào đó, chúng lấy năng lượng từ ánh sáng mặt trời và được thiết kế để hấp thụ, phân phối nhiệt lượng đó một cách hiệu quả trên toàn bộ mảng.

Sơ đồ minh họa cách thức hoạt động của cấu trúc khử băng dây nano đồng mới.

Thông qua một loạt thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã xác định những thiết kế hiệu quả nhất, các dây nano thẳng đứng có khoảng cách chỉ 2 hoặc 3 micromet. Điều này cho phép chúng thu được hơn 95% ánh sáng mặt trời chiếu vào và tính dẫn nhiệt cao của đồng cho phép ánh sáng đó lan tỏa hiệu quả. Kết quả cuối cùng là một bề mặt siêu kỵ nước với hiệu quả rã đông được báo cáo đạt gần 100%.

Nhóm nghiên cứu cho biết kỹ thuật này có vẻ đầy hứa hẹn nhưng thừa nhận có thể có một số vấn đề cần được khắc phục trước khi mở rộng quy mô sản xuất.

Ông Xuehu Ma, tác giả tương ứng của nghiên cứu cho biết: “Về nguyên tắc, nó mang lại khả năng chế tạo dễ dàng, khả năng kiểm soát cao và tính đa dạng về hình thái, thiết kế tổ hợp dây nano hứa hẹn trong các ứng dụng làm tan băng và rã đông rộng rãi giúp loại bỏ nhu cầu đầu vào năng lượng truyền thống. Tuy nhiên, độ bền, khả năng mở rộng và độ ổn định hóa học của tổ hợp dây nano bị hạn chế trong các ứng dụng thực tế liên quan đến điều kiện làm việc phức tạp. 

Cần phát triển các phương pháp xử lý vật liệu micro/nano tổng quát hơn để nâng cao hiệu quả sản xuất, quy mô vật liệu và độ bền bề mặt. Mặc dù vậy, ý tưởng thiết kế của công trình này đóng vai trò như kim chỉ nam cho nỗ lực nghiên cứu trong tương lai, đặc biệt là ở những vùng lạnh giá đang phải đối mặt với tình trạng thiếu điện".

Theo VietQ