Amerikan Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen bir araştırmada, elektrostatik etki yoluyla donmayı gidermek için potansiyel bir çözüm geliştirildi. Doç. Dr. Jonathan Borekyo liderliğinde Virginia Tech laboratuvarında geliştirilen, HVAC endüstrisi ve uçak teknolojisi için alternatif buzdan arındırma yöntemi olan bu teknoloji üzerinde çalışmalara devam ediliyor.
Buz Kristallerinin Yüklenmesi
Su molekülleri sıvı halden katı forma geçerken(donarken), pozitif yüklü protonlar ve negatif yüklü elektronlar arasında ayrılma meydana gelir. Donmuş yapının tepesi ile buz tabakasının dibindeki sıcaklık farkı arttıkça donmuş buz kristalleri elektriklenir. Bu durum, yüklü iyonların yukarıdan aşağıya (sıcaktan soğuğa) hareket etmesine neden olur. Bu hareket sırasında, pozitif iyonların daha hızlı hareket edebildiği gözlemlenmektedir. Oluşan yapıda, buz tabakasının üst kısmı negatif olarak yüklenirken, alt kısım daha pozitif yüklenmektedir, bu da yük ayırma olarak bilinen bir kavramdır.
Kristal yapıda yük ayrışımı geçmişte incelenmiştir, ancak bu etkiden buzu yüzeyinden koparmak için hiçbir zaman yeterince yararlanılmamıştır. Boreyko’nun Doğadan İlham Alan Akışkanlar ve Arayüzler Laboratuvarı bu konu üzerinde potansiyel yöntemler bulmayı hedeflemektedir. Laboratuvar ekibi, bir yüzeyde yapay olarak buz oluşturmayı modelleyerek çalışmaya başlamış, daha sonra ise filtre kağıdı kullanarak buz tabakasının üzerinde bir film tabakası oluşturmuşlardır. Karşıt yüklerdeki iyonların birbiriyle etkileşimi ve buz tabakasının negatif yüklü tepesinin sudaki(film tabakası) pozitif iyonları çektiği tespit edilmiştir. Moleküller arası etkileşim sonucu oluşan elektrik alan, buz tabakasının dip bölgesinden tepeye doğru bir çekme kuvveti yaratmaktadır.
Yüksek Hızlı Kamera ile Gözlem Yapıldı
Doç. Dr. Boreyko ve ekibi yüksek hızlı bir kamera kullanarak buz kristallerinin alt tabakalardan kopup oluşturulan su-film tabakasına doğru atladığını gözlemledi. Hem metal hem de cam yüzeylerde yapılan denemeler, suyu tutan nesnenin termal ve elektriksel özelliklerinden bağımsız olarak elektrostatik atlama etkisinin mümkün olduğunu göstermektedir.
Elde edilen verilerin daha büyük ölçekli testlerde denenmesi planlanmaktadır. Yapılan deneylerdeki buz kristallerinin birkaç milimetre veya daha küçük boyutlarda olduğu belirtilmiştir. Boreyko ve ekibi, yük miktarını artırarak daha büyük buz tabakalarını kaldırmaya, koparmaya çalışmaktadır.
Borekyo, elektrostatik buz çözme etkisini artırabildikleri takdirde, buz tabakalarının yüzeylerinden anında koparılması, uçak teknolojisi ve HVAC endüstrileri için oyun değiştirici olabileceğini belirtmiştir.
Kaynak: teknisite
