Quando il ghiaccio si forma sulle superfici, può portare a una serie di problemi, da strade e marciapiedi scivolosi a interruzioni di corrente e incidenti aerei. I metodi convenzionali di sghiacciamento spesso comportano l'uso di prodotti chimici o raschiatura meccanica, entrambi i quali possono richiedere molto tempo, manodopera e danni all'ambiente.
Il gruppo di ricerca, guidato dal professor Yutaka Masuda dell’Università delle Scienze di Tokyo, ha cercato di esplorare un approccio alternativo studiando come i gradienti superficiali influenzano il comportamento delle gocce d’acqua. Hanno ipotizzato che controllando la topografia superficiale, potrebbe essere possibile ridurre la forza di adesione tra il ghiaccio e la superficie, facilitandone la rimozione.
Per testare la loro ipotesi, i ricercatori hanno fabbricato una serie di superfici con diverse strutture di gradiente utilizzando una tecnica chiamata “microfabbricazione”. Hanno quindi posizionato gocce d’acqua su queste superfici e ne hanno osservato il comportamento.
Le loro osservazioni hanno rivelato che le superfici del gradiente influenzavano in modo significativo il comportamento delle goccioline. Sulle superfici con pendenza graduale, le goccioline si diffondono più facilmente e mostrano angoli di contatto ridotti rispetto alle superfici con pendenza più ripida. Questa riduzione dell'angolo di contatto indica un'adesione più debole tra la goccia e la superficie.
Inoltre, il team ha scoperto che i gradienti superficiali influenzavano il comportamento di congelamento e scioglimento delle goccioline. Sulle superfici con pendenza graduale, le goccioline si congelavano più lentamente e si scioglievano più rapidamente, il che potrebbe essere vantaggioso per prevenire l’accumulo di ghiaccio.
Sulla base di questi risultati, i ricercatori hanno concluso che i gradienti superficiali possono effettivamente influenzare il comportamento delle goccioline, compresa la formazione e l'adesione del ghiaccio, suggerendo la loro potenziale applicazione nello sviluppo di superfici antighiaccio. Propongono che tali superfici potrebbero essere utilizzate in vari campi e applicazioni in cui la prevenzione del ghiaccio è fondamentale, come i trasporti, la trasmissione di energia e l’aerospaziale.
Questa scoperta evidenzia l’importanza di comprendere e manipolare le proprietà superficiali a livello microscopico per ottenere gli effetti macroscopici desiderati. Apre interessanti possibilità per la progettazione e la fabbricazione di nuove superfici con funzionalità su misura per un’ampia gamma di applicazioni oltre l’antighiaccio, comprese superfici autopulenti, trasporto di liquidi e microfluidica.
