ابتكار جديد لإذابة الجليد من على أجنحة الطائرات

08-09-2018

نجح فريق من العلماء في ابتكار طريقة جديدة لإزالة تراكمات خطيرة من الجليد دون الحاجة إلى استخدام الطاقة الكهربائية أو المواد الكيميائية.

نقلت صحيفة "ديلي ميل" البريطانية عن العلماء قولهم بأن الأسلوب الجديد يعتمد على مواد من 3 طبقات يمكن أن تمنع تجمد الجليد فوق أجنحة الطائرة، وتوربينات الرياح، وخطوط الطاقة، والأسطح الأخرى، التي تتضرر بالجليد.

يمكن استخدام المواد المبتكرة، أثناء تصنيع المعدات وبناء الأسطح ويمكن إضافتها إليها في وقت لاحق، كدهانات باستخدام رذاذ الأيروسول. تقوم المواد المبتكرة بجمع الإشعاع الشمسي، الذي يتحول بدوره إلى حرارة تنتشر بالتساوي على الأسطح، لذلك لا يقتصر الذوبان على المناطق التي يوجد فيها ضوء الشمس المباشر فقط.

ووفقا للخبراء، يمكن أيضا استخدام تلك المادة لبناء ألواح لمنع تراكم الجليد على أسطح المنازل والمدارس والمباني الأخرى. عادةً ما يتطلب منع تراكم الجليد، المحتمل أن يكون خطيراً، أنظمة تسخين كثيفة الطاقة، أو بخاخات كيميائية ضارة للبيئة.

ولكن يستند النظام الجديد، الذي ابتكره باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، إلى مواد يمكن دهانها على الأسطح المجمدة. وبمجرد القيام بدهان أو رش تلك المواد المبتكرة، فإن الأمر لا يتطلب أي إجراء إضافي أو مصدر طاقة، وفقا لنتائج التجارب، التي تم نشرها في مجلة Science Advances.

ويفي الأسلوب الجديد بالغرض ليلا أو نهارا، حيث يعمل بالطاقة سواء المستمدة من إضاءة صناعية أو ضوء الشمس.

تعتبر الثلوج من ألد أعداء الطائرات حيث تزيد من وزن الطائرة وتقلل من عزمها وقدرتها على الارتفاع لأعلى في بعض الأحيان، كما تؤثر سلبا على محركاتها وبعض أجهزتها، بخاصة تلك التي ترتبط بقطع خارج جسم الطائرة لتؤدي وظيفتها.

ويعد الابتكار الجديد مناسبا للغاية حيث إن الأساليب المستخدمة حاليا لإزالة الجليد المتراكم على الطائرات تعتمد على مادة جلايكول الإثيلين، وهي مادة كيميائية شديدة الضرر للبيئة. وتتجنب شركات الطيران اللجوء إلى أسلوب التدفئة النشطة، لأسباب تتعلق بالتكاليف والأمان.

في حين أن ما توصل إليه الفريق البحثي، بقيادة الدكتور كريبا فاراناسي، أستاذ الهندسة الميكانيكية المشارك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، أنه ليس من الضروري إنتاج حرارة كافية لإذابة الجزء الأكبر من الجليد الذي يتشكل على سطح معين.

وإنما ابتكر الفريق البحثي أسلوبا يؤدي إلى ذوبان الأطراف والطبقة الحدودية، حيث يلتقي الجليد بالسطح المتراكم عليه، بدرجة كافية لتكوين طبقة رقيقة من الماء. وبالتالي يصبح السطح زلقا بدرجة تسمح بانزلاق أي جليد متبق بعيدا عن السطح المغطى بالمادة المبتكرة.

تمتص الطبقة العليا من المادة المكونة من 3 طبقات أشعة الشمس وتحولها إلى حرارة، بخاصة وأن المادة المستخدمة تقوم بامتصاص 95% من ضوء الشمس الساقط، وتخسر 3% فقط لإعادة الإشعاع.

وفي الطبقة الثانية، يضيف الفريق البحثي طبقة رقيقة من الألومنيوم، بسمك 400 ميكروميتر فقط، وهي الطبقة التي يتم تسخينها بواسطة الطبقة العلوية التي امتصت الأشعة أعلاها، وذلك لنشر الحرارة على كامل حواف السطح.

ويوضح فاراناسي أن المادة تم اختيارها لتكون لها استجابة حرارية سريعة بما فيه الكفاية، بحيث يتم التسخين بشكل أسرع من التجميد.

وأخيراً، فإن الطبقة السفلية، هي ببساطة رغاوي العزل، والغرض منها هو حفظ أي حرارة تم توليدها من الفقد لأسفل السطح وإبقائها متاحة عند الحاجة إليها على السطح.