Физики из России защитят самолеты и машины от обледенения при помощи лазера - «Наука»

© Новости Дня / Руслан КривобокМужчина счищает наледь со стекла автомобиля

МОСКВА, 15 ноя — Новости Дня. Российские физики создали новую методику защиты обшивки самолетов и кузовов машин от обледенения, научившись покрывать их поверхность особым узором при помощи лазера, говорится в статье, опубликованной в журнале ACS Nano.

Лазерная гравировка помогла физикам превратить металл в "лист лотоса""Одной из самых замечательных научных находок начала XXI века является получение и применение супергидрофобных материалов и покрытий, которые благодаря своим уникальным свойствам быстро нашли широкое технологическое применение", — отмечает Людмила Бойнович из московского Института физической химии и электрохимии РАН, одна из создателей покрытия, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.

Листья многих растений можно считать примером идеальной водоотталкивающей поверхности, не подверженной загрязнению. Это свойство получило название "эффект лотоса". Благодаря микроскопическим бугоркам вода быстро стекает с листьев, унося частицы грязи. За последние годы физики предприняли несколько попыток создать краску или пленку, которые работали бы таким же образом.

К примеру, два года назад группа физиков из США и России смогла создать металлический аналог такой поверхности, обработав металл при помощи сверхкоротких импульсов лазера. Эта бомбардировка покрыла лист из бронзы, платины и других металлов особым узором ямок и бугорков, которые отталкивали воду и мешали каплям скапливаться на поверхности.

Российские ученые задумались, можно ли применить подобную методику и для защиты металлических поверхностей от обледенения в условиях, приближенных к "боевым". Предыдущие эксперименты показывали, что многие типы подобных "лотосных" покрытий плохо реагируют на нагрузки и механический стресс, из-за чего инженеры не применяли их на практике.

Кремниевые бордюры помогли физикам превзойти лотос в гидрофобности

Экспериментируя со сплавами алюминия и магния, которые активно применяются при изготовлении кузовов автомобилей и деталей самолетов, ученые при помощи лазера покрывали их узорами, а затем обрабатывали химикатами и изучали водоотталкивающие и механические свойства.

Через некоторое время им удалось создать новый тип гибридного покрытия, которое отталкивало лед и воду и отличалось высокой прочностью. Достичь этого физики смогли за счет того, что после обработки лазером на поверхности сплава формировались особо прочные формы окиси алюминия, а внутри самих ямок и бугров возникали многочисленные поры, которые могут вбирать молекулы химических покрытий, отталкивающих воду и защищающих металл от коррозии.

Ученые создали бутылку, из которой можно вылить последнюю каплю

Как показали дальнейшие опыты, эти же поры защищают металл от механических нагрузок и повреждений — при появлении микротрещин и царапин они выделяют запасенные вещества и ликвидируют "дыры" в защите сплава от льда и коррозии. Даже если погрузить подобный сплав в жидкий азот или несколько часов обрабатывать его абразивными материалами, он не потеряет своих свойств и будет по-прежнему отталкивать воду и не разрушится при нагрузках.

"Выполненные нашей группой работы не только привели к созданию материалов с уникальными водоотталкивающими свойствами, но и позволили преодолеть многие классические недостатки алюминиевых сплавов, такие как эрозия под абразивными нагрузками, слабая стойкость к ударным тепловым нагрузкам, склонность к точечной коррозии и слабая химическая стойкость в агрессивных жидких и газообразных средах", — заключает физик.