Студент НГУ поможет бороться с обледенением летательных аппаратов
Студент НГУ поможет бороться с обледенением летательных аппаратов
Студент 4 курса Физического факультета Никита Смирнов исследовал суперлиофобность лазерно-текстурированных поверхностей в условиях разреженной атмосферы и выяснил, почему такие поверхности сохраняют водоотталкивающие свойства в вакууме.
Суперлиофобность – это свойство поверхности отталкивать жидкость. При этом образуются почти сферические капли, которые не растекаются, а скатываются. Это состояние поверхности определяется таким показателем, как краевой угол смачивания – угол между твёрдой поверхностью и касательной к капле жидкости в точке контакта. В нормальном состоянии без наклона он превышает 150°. Суперлиофобность может быть достигнута путём создания структур на поверхности, которые минимизируют контакт жидкости с поверхностью.
Никита исследовал суперлиофобность на специально подготовленных подложках монокристаллического кремния с размерами 18×12×0,5 мм, которые прошли многоэтапную очистку. Подложки изготовили на стенде для текстурирования поверхностей. На поверхности получились пирамидки с высотой около 5 мкм и основанием около 40 мкм. Затем был нанесен тонкий слой фторполимера (100 нм). В качестве рабочей жидкости был выбран глицерин, так как по сравнению с водой у него более низкое давление насыщенных паров. Это способствует его использованию в вакууме, а также при нагреве подложки (вода слишком быстро выкипала бы).
– Мы проводили свои эксперименты в широком температурном диапазоне – от комнатной температуры до 300°С. Для измерения скорости капли жидкости использовалась теневая видеосъемка, позади стенда с шприцевым насосом и поверхности размещался источник света, а перед ними, снаружи вакуумной камеры, располагалась высокоскоростная видеокамера с макро-объективом, – объяснил Никита.
Молодой исследователь сравнил показатели свойства смачивания обработанных лазером поверхностей с данными, которые были получены в условиях нормальной атмосферы. Выяснилось, что отличия между вакуумом и атмосферой незначительны, в обоих случаях на смачиваемость оказывает влияние температура.
Использование материалов с такими свойствами в безвоздушном пространстве позволит решить часть проблем с обледенением, защитой от конденсата и коррозии различных космических и суборбитальных аппаратов. Никита продолжит исследования в рамках обучения в магистратуре Физического факультета НГУ. Свои эксперименты он проводит в Лаборатории 10.1 Института теплофизики им. С.С Кутателадзе СО РАН (научный руководитель – ведущий научный сотрудник, и.о. заведующего лабораторией Сергей Старинский). Это подразделение занимается лазерными технологиями и их приложениями в теплофизике.
По информации пресс-службы НГУ
Другие новости на тему
Комментарии