Les scientifiques ont développé une nouvelle surface de dégivrage qui affiche une efficacité de près de 100 %
L’accumulation de glace peut poser un problème pour les routes, les avions, les éoliennes et les lignes électriques, entre autres. Aujourd’hui, des scientifiques de l’Université de technologie de Dalian ont développé une nouvelle structure composée de nanofils de cuivre capables de dégivrer passivement les surfaces avec une efficacité proche de 100 %.
Les systèmes de dégivrage développés et testés au fil des années ne manquent pas. Certains nécessitent des revêtements chimiques , tandis que d’autres impliquent des structures à l’échelle nanométrique qui ne permettent pas à l’eau et à la glace de s’accrocher. Certains utilisent l’électricité pour réchauffer des surfaces infusées de graphène ou de nanotubes de carbone , tandis que d’autres sont constitués de revêtements magnétiques qui font glisser la glace.
Pour la nouvelle étude, l’équipe de Dalian a conçu des assemblages de nanofils de cuivre qui présentent l’avantage de réchauffer les surfaces sans avoir besoin d’un approvisionnement en énergie artificiel. Au lieu de cela, ils tirent leur énergie de la lumière du soleil et sont conçus pour absorber et distribuer efficacement cette chaleur en douceur sur l’ensemble du réseau.
Grâce à une série d’expériences, l’équipe a identifié les conceptions les plus efficaces : des nanofils verticaux avec un espace d’à peine 2 ou 3 micromètres entre eux. Cela leur a permis de capter plus de 95 % de la lumière solaire qui les frappe, et la conductivité thermique élevée du cuivre a permis à celle-ci de se propager efficacement. Le résultat final était une surface superhydrophobe avec une efficacité de dégivrage proche de 100 %.
Un schéma illustrant le fonctionnement des nouvelles structures de dégivrage à nanofils de cuivre
L’équipe affirme que cette technique semble prometteuse, mais admet qu’il peut y avoir certains problèmes liés à l’intensification de la fabrication qui doivent d’abord être surmontés.
« En principe, en alliant une fabrication facile, une contrôlabilité élevée et une diversité de morphologie, la conception d’assemblages de nanofils est prometteuse dans de larges applications de dégivrage et de dégivrage qui suppriment le besoin d’un apport d’énergie traditionnel », a déclaré Xuehu Ma, auteur correspondant de l’étude.
« Cependant, la durabilité, l’évolutivité et la stabilité chimique des assemblages de nanofils sont limitées dans les applications pratiques impliquant des conditions de travail complexes. Il est nécessaire de développer des méthodes plus générales de traitement des micro/nano matériaux pour améliorer l’efficacité de la fabrication, l’échelle des matériaux et la durabilité des surfaces . Malgré cela, le concept de ce travail sert de boussole pour les futurs efforts de recherche, en particulier dans les zones froides confrontées à une pénurie d’électricité. »
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/acef78
https://en.dlut.edu.cn/News___Events/News.htm
https://phys.org/news/2023-08-scientist-all-in-one-surface-copper-nanowire.html
