Намібійські жуки навчили дослідників керувати обмерзанням
Дослідники з Політехнічного університету Вірджинії придумали спосіб контролювати процес обмерзання плоских поверхонь. Результати їх роботи опубліковані в журналі, а їх короткий виклад наводить. За допомогою нанесення на поверхню в суворій послідовності крапель гідрофобних і гідрофільних речовин дослідники зуміли впорядкувати і чітко визначити місце розташування точок кристалізації. На це відкриття вчених надихнули намібійські пустельні жуки.
Дослідники провели експерименти з різними типами розташування і чергування гідрофобних і гідрофільних зон на поверхні кремнієвої пластини. При виробництві на кремнієву пластину наносилася гідрофобна підкладка, а на неї (методом фотолітографії) гідрофільні зони. Досліди проводилися при охолодженні зразків пластин з десяти градусів Цельсія до мінус десяти градусів Цельсія за 30 секунд.
За підсумками експериментів вчені з'ясували, що чим далі розташовані один від одного центри кристалізації, тим менше ймовірність обмерзання поверхні. При конденсації пара на поверхні з упорядкованим розташуванням точок кристалізації утворюються крапельки переохолодженої води, які потім кристалізуються в лід. Через короткий проміжок часу ці кристаліки льоду висихають або значно зменшуються, а крижана кірка не утворюється. Звичайні плоскі поверхні мають на собі безліч хаотично розташованих зон кристалізації. При конденсації пара на таких поверхнях краплі переохолодженої води можуть об'єднуватися, а початок кристалізації льоду в одній з них призводить до ланцюгової реакції по всій поверхні.
Панцир жука покритий безліччю виступів-бугорків, розташованих у строго визначеній послідовності. Вони формують систему забезпечення жука, що мешкає в пустелі Наміб, водою. Водяний пар, що виникає в пустелі вранці, конденсується у воду на поверхні цих бугорків, після чого крапельки води скочуються в ложбинки між ними і поступово переміщаються до ротового отвору жука.
За словами вчених, управління обмерзанням поверхонь може бути корисним при створенні різних систем охолодження.