Разработан новый недорогой способ создания водоотталкивающих поверхностей из алюминия
Международная группа инженеров из Университета Райса (США) и Эдинбургского университета (Великобритания) разработала инновационный и масштабируемый метод создания текстурированных алюминиевых поверхностей с улучшенными свойствами отвода жидкости.
Учёные предложили использовать недорогие виниловые маски и доступный лаковый полимер в сочетании с физической и химической обработкой поверхности алюминия. Созданные таким способом поверхности демонстрируют различную смачиваемость — от супергидрофобной до гидрофильной, в зависимости от обработки. Минимальный размер элементов текстуры составляет 1,5 мм.
«Этот метод представляет важный шаг в инженерии поверхностей, — отмечает Дэниел Престон, доцент кафедры машиностроения Университета Райса. — Обеспечивая точный контроль над смачиваемостью и тепловыми свойствами, мы открываем новые возможности для масштабного производства улучшенных теплопередающих поверхностей».
Процесс создания текстурированной поверхности включает несколько этапов. Сначала на полированный алюминий наносится виниловая маска, затем проводится двухступенчатое травление для создания микро- и наноструктурированных зон. Исследователи использовали передовые методы визуализации для характеристики разрешения узоров и их смачиваемости.
Эксперименты показали, что на текстурированных поверхностях капли конденсата скатываются значительно эффективнее, чем на однородных. Тепловизионная съёмка выявила существенные различия в излучательной способности между гладкими и текстурированными участками.
«Алюминий широко используется в устройствах терморегулирования благодаря высокой теплопроводности, низкой плотности и невысокой стоимости, — поясняет Джефф Уэймейер, соавтор исследования. — Наш метод добавляет новое измерение его функциональности, позволяя инженерам точно настраивать теплообмен при конденсации».
Технология имеет широкие перспективы применения: от охлаждения серверов в дата-центрах до предотвращения обледенения крыльев самолётов, лопастей ветряных турбин и линий электропередач. В отличие от традиционной фотолитографии, новый метод экономичен и подходит для обработки больших поверхностей.