Hydrogel schützt Flugzeuge vor Vereisung
Spezieller Kunststoff entfaltet Wirkung bis zu einer Temperatur von minus 31 Grad Celsius
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Tragfläche: Hydrogel verhindert Eisbildung (Foto: coloringcuties, pixabay.com) |
Los Angeles/Peking (pte001/04.02.2020/06:00) Ein neues Hydrogel, das die Bildung von Eis an Tragflächen oder anderen sicherheitsrelevanten Teilen verhindert, haben Forscher der University of California http://ucla.edu gemeinsam mit Kollegen der Chinesischen Akademie der Wissenschaften http://english.cas.cn entwickelt. Das Hydrogel ist ein Kunststoff, der Wasser enthält, aber in Wasser nicht löslich ist. Es ist das erste Material, das die Bildung von Eis bei tiefen Temperaturen verhindert.
Kettenreaktion durch Eiskristall
"Die Vereisung beginnt, wenn sich ein kleiner Eiskristall bildet. Der Kristall wächst und bedeckt schließlich die gesamte Fläche", so Forschungsleiter Ximin He. Manche Anti-Vereisungs-Lösungen verhindern die Bildung des Startkristalls, andere das Wachsen des Kristalls. Wieder andere funktionieren nur auf bestimmten Werkstoffen. Die neue Hydrogel-Lösung verhindert die Eisbildung in jeglichem Stadium, bestätigt He.
Das Hydrogel enthält Polydimethylsiloxan, ein Polymer auf Siliziumbasis, das unter anderem von der medizintechnischen und Pharmaindustrie verwendet wird. Wird das Präparat auf eine Fläche gesprüht, bildet es eine dünne transparente Hülle. Das funktioniert bei Kunststoffen, Metallen, Glas und Keramik. Diese verhindert bis zu einer Temperatur von minus 31 Grad Celsius die Entstehung von Eis. Der Schutz dauert nach Laborversuchen 65 Minuten. Das reicht beispielsweise für den Schutz von Flugzeugen. Der bisherige Rekord lag bei minus 28 Grad und 20 Minuten.
Wie Protein in arktischen Fischen
In den 1960er-Jahren fanden Forscher heraus, dass in der Antarktis lebende Fische ein Protein produzieren, das als Antifrostmittel im Blutkreislauf wirkt. Später wurden in Pflanzen, Mikroorganismen und Insekten ähnliche Proteine entdeckt. Das neue Hydrogel orientiert sich an den inneren Strukturen dieser Proteine. Die meisten Tests fanden im Labor statt, ein Feldversuch bei eisigen Temperaturen in Peking. Selbst wenn sich Eis auf der Schutzhülle bildete, saß es so locker, dass es sich leicht abwischen ließ. Bei Flugzeugen würde dafür der Fahrtwind beim Start und im Steigflug sorgen.
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