"Sonnenlicht-Spray" enteist Flugzeuge
System von Forschern des Massachusetts Institute of Technology ist umweltfreundlich
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Flugzeugflügel: Enteisen vor dem Start wichtig (Foto: pixelio.de, Tim Reckmann) |
Cambridge (pte026/04.09.2018/12:30) Die Flügel von Flugzeugen und die Rotoren von Windenergieanlagen setzen künftig kein Eis mehr an. Denn Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu haben ein Spray entwickelt, das einfach auf die Oberfläche gesprüht wird. Es sammelt die sichtbaren Strahlen der Sonne, wandelt sie um in Wärme und speichert sie. Selbst der Sonne abgewandte Regionen werden noch warm. Eis hat somit keine Chance, sich aufzubauen. Es schmilzt sofort.
Spray ohne Chemikalien
Heute müssen zum Enteisen Chemikalien eingesetzt werden, die die Umwelt schädigen. Oder elektrisch beheizte Folien kommen zum Einsatz, um gefährliche Eisbildung zu verhindern. Flugzeuge können durch Eis auf den Tragflächen instabil werden und sogar abstürzen. Bei den Rotoren von Windgeneratoren kann es Ungleichgewichte geben, die die Anlagen zerstören.
Das System funktioniert sogar, wenn die Sonne gar nicht scheint, etwa nachts. Dann muss künstliches Licht die solare Strahlung ersetzen. Bei Sonnenschein verbraucht das System keine Energie - ansonsten so viel, wie die Leuchten benötigen. Entwickelt wurde es von Kripa Varanasi, MIT-Professor für Mechanik, und seinen Doktoranden Susmita Dash und Jolet de Ruiter.
"Eisbildung ist ein großes Problem für Flugzeuge, Windgeneratoren, Hochspannungsleitungen, Offshore-Plattformen und viele andere Systeme", sagt Varanasi. Flugzeuge werden im Normalfall mit Ethylenglycol enteist. Wird es eingeatmet, kommt es zu Vergiftungserscheinungen. Alternativ lässt sich Wärme einsetzen, doch Fluggesellschaften scheuen diese Methode, weil sie teuer ist und sicherheitsrelevant.
Eis rutscht einfach runter
Varanasi hat zunächst mit superhydrophoben Beschichtungen experimentiert. Diese stoßen Wasser ab, sodass sich kein Eis bilden kann, im Prinzip jedenfalls. Es entsteht dennoch unter bestimmten Umständen, weil es die Struktur, die die mikroskopisch kleinen Strukturen, die der Oberfläche hydrophobe Eigenschaften verleiht, ausfüllen kann.
Das Spray, das Varanasi und sein Team entwickelt haben, speichert naturgemäß nicht so viel Wärme, dass es ganze Eisbrocken schmelzen kann. Es wehrt gewissermaßen den Anfängen und bildet sich aufgrund der Wärme, die die Beschichtung hat, ein dünner Wasserfilm. Darauf kann sich kein Eis festklammern. Es rutscht praktisch ab.
Sonnenlicht eingesammelt
Das Spray besteht aus drei Schichten. Die obere sammelt das einfallende Sonnen- oder Kunstlicht ein und verwandelt es in Wärme. Es absorbiert 95 Prozent des Lichts und strahlt nur drei Prozent gleich wieder ab. Es ist also äußerst effizient. Die Wärme würde direkt in die Flügel abwandern, wenn die Forscher keine Vorsorge getroffen hätten. Die besteht in einer nur 400 Mikrometer dicken Aluminiumschicht unterhalb des oberen Films.
Die untere Schicht besteht aus einem isolierenden Schaum, der verhindert, dass die Wärme aus der Aluminiumhaut entschwindet. Die Schichten können nacheinander aufgesprüht werden. Auch eine dreilagige Beschichtung ist möglich, die auf die Flügel geklebt wird.
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