Kratzer ade: Hightech-Folie gegen Eisbildung

Blätter mit Eis: Schutzfolie ist inspiriert von der Natur (Foto: Stephen Herb, ucla.edu)

Evanston/Chicago (pte003/04.11.2024/06:10) - Forscher der Northwestern University ( https://www.northwestern.edu/ ) haben, von der Natur inspiriert, eine Struktur geschaffen, die die Bildung von Eis zum Beispiel auf Scheiben präventiv verhindert. Das Material, das zudem winzige Graphenoxid-Partikel enthält, wird als Folie auf die zu schützenden Oberflächen aufgebracht. Die Wirkung hält mindestens eine Woche an, 1.000 Mal länger als bei aktuellen, hochmodernen Anti-Eis-Oberflächen, so Forschungsleiter Kyoo-Chul Kenneth Park. Durch die Integration der strukturierten Oberfläche in die Infrastruktur könnten Unternehmen und staatliche Behörden nach seiner Ansicht jährlich Milliarden Dollar durch vermiedene Wartungskosten und geringeren Energieverbrauch einsparen.

Milliardenschäden durch Eis

"Die Stromkrise in Texas im Februar 2021 beispielsweise verursachte Schäden in Höhe von 195 Mrd. Dollar, die direkt auf Frost, Eis und extreme Kälte über einen Zeitraum von mehr als 160 Stunden zurückzuführen sind. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, Frostschutztechniken zu entwickeln, die über lange Zeiträume hinweg unter extremen Umweltbedingungen robust sind", so Park. Drei schwere Schneestürme legten damals das Land lahm. Mehr als 4,5 Mio. Haushalte und Unternehmen waren damals längere Zeit ohne Strom, weil Windgeneratoren einfroren und Stromleitungen durch Eis zerstört wurden.

Die Forscher hatten festgestellt, dass sich auf den gewölbten Rippen von Blättern kein Frost bildet. In dem Fall haben die Forscher strukturierte und mit Graphenoxid überzogene Folien hergestellt, die ebenfalls verhindern, dass sich Frostkristalle bilden. "Wir haben herausgefunden, dass daran die Geometrie schuld ist, nicht das Material", sagt Park. Die eisabweisende Folie hat winzige Erhebungen im Abstand von fünf Millimetern. Die Täler sind mit einer 600 Mikrometer dicken Lage aus Graphenoxid beschichtet. Park: "Unser Anti-Eis-Mechanismus ist unempfindlich gegen Kratzer, Risse und Verunreinigungen, was die Lebensdauer entscheidend verlängert."

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