Samoporuszający się lód. Ten eksperyment może odmienić energetykę
Naukowcy z Virginia Tech stworzyli powierzchnię, po której lód sam się przesuwa. Ten zaskakujący efekt, inspirowany tajemniczym zjawiskiem z Doliny Śmierci, może otworzyć nowe możliwości w technologiach odladzania i w energetyce.
Zespół inżynierów z amerykańskiego uniwersytetu Virginia Tech skonstruował płaską, aluminiową powierzchnię, która sprawia, że krążek lodu zaczyna się poruszać bez żadnego fizycznego impulsu. Nie ma tu ani nachylenia, ani podmuchu wiatru, a mimo to lód przesuwa się po metalu niczym krążek hokejowy po lodowisku. Mechanizm działania opiera się na asymetrycznych rowkach przypominających jodełkę, które są wyżłobione w metalowej płycie. W miarę jak lód topnieje, woda przemieszcza się wzdłuż rowków, generując kierunkowy przepływ, który niesie dysk do przodu. To czysto fizyczny proces, który nie wymaga żadnych zewnętrznych źródeł energii.
Inspiracja nadeszła z jednego z najsuchszych miejsc na Ziemi
Pomysł na tę technologię zrodził się jeszcze w 2019 r., gdy badacze analizowali zjawisko tzw. pływających kamieni z Racetrack Playa w Dolinie Śmierci. Te słynne głazy samoczynnie przesuwające się po pustynnym gruncie od lat fascynowały naukowców. Wyjaśnienie okazało się zaskakująco proste: cienka warstwa lodu powstająca po nocnym przymrozku pozwalała na ruch kamieni dzięki działaniu lekkiego wiatru i grawitacji. Zespół Virginia Tech postanowił z tego równania usunąć element wiatru i stworzyć warunki, w których to sam proces topnienia lodu wystarczy do wprawienia go w ruch.
Aby pogłębić efekt, naukowcy pokryli aluminiową powierzchnię powłoką hydrofobową. Wynik był zaskakujący. Początkowo lód przywierał mocniej do podłoża, lecz po chwili dosłownie wystrzeliwał do przodu, jakby odzyskiwał energię zgromadzoną przez napięcie powierzchniowe. Asymetryczny przepływ topniejącej wody wokół krążka lodu tworzył różnice w napięciu powierzchniowym, które w końcu przełamywały tarcie. Według jednego z autorów badania, Jacka Tapocika, proces przypomina spływ pontonem po rzece, jednak zamiast grawitacji kierunek ruchu nadają specjalnie zaprojektowane kanaliki.
Zastosowanie zjawiska może być zaskakujące
Efekty przeprowadzonych badań mogą mieć bardzo praktyczne zastosowania. Jednym z nich jest przyspieszone rozmrażanie powierzchni metalowych, np. szyb czy elementów chłodniczych, bez konieczności stosowania zewnętrznych źródeł ciepła. Jednak jeszcze ciekawszy jest potencjał energetyczny. Zamiast kamieni z pustyni, badacze proponują magnesy osadzone na lodzie. Ich ruch i rotacja, wynikające z kontrolowanego topnienia, mogłyby zostać wykorzystane w generatorach energii.
Przeczytaj także:
Jak podkreśla prof. Jonathan Boreyko, projekt nadal wymaga dalszych badań i optymalizacji, ale już teraz otwiera drzwi do nowych technologii zielonej energii inspirowanej naturą. Opracowana przez zespół Virginia Tech technologia pokazuje, jak błyskotliwe wykorzystanie znanych nam zjawisk fizycznych może przyczynić się do powstania rozwiązań przyjaznych środowisku. Być może lód, który sam się porusza, naprawdę popchnie energetykę w nowym kierunku.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
