Cientistas de materiais da Escola de Engenharia UCLA Samueli e colegas na China desenvolveram um revestimento que impede a formação de gelo. Seu funcionamento é inspirado por um mecanismo natural que impede o sangue de congelar em várias espécies de peixes que vivem perto da Antártica.

Seu estudo, que é publicado em Matéria , sugere que o novo revestimento pode ser uma solução barata e versátil para prevenir peças críticas nas asas de aviões, canos externos e outros equipamentos de congelamento em temperaturas frias. É o primeiro material que impede a formação de gelo, agindo em três aspectos distintos da formação de gelo.

"A formação de gelo começa a partir da nucleação, quando um pequeno cristal de semente de gelo se forma pela primeira vez, antes de crescer e finalmente aderir a uma superfície, "disse Ximin He, que conduziu o estudo e é professor assistente de ciência e engenharia de materiais da UCLA. "Embora existam soluções anti-gelo por aí, eles são projetados para lidar com apenas um desses três aspectos deste processo complexo, ou eles só funcionam em certos tipos de superfícies. Este novo revestimento é uma solução completa para evitar a formação de gelo em muitas superfícies diferentes, de plásticos a metais e cerâmicas, e em condições diferentes. "

Ele disse que o material também é simples de fazer e muito durável.

O gel é feito principalmente de água, mas seu ingrediente principal é o polidimetilsiloxano, um não tóxico, polímero à base de silicone usado em lentes de contato, cosméticos, lubrificantes e outras aplicações que requerem alguma escorregabilidade.

Quando pulverizado sobre uma superfície, forma um fino, revestimento transparente que ajuda a prevenir o congelamento de três maneiras diferentes:baixando a temperatura de congelamento da água na superfície, retardando o crescimento dos cristais de gelo e dificultando a fixação do gelo na superfície.

Os pesquisadores testaram o revestimento em vários materiais, incluindo plástico, copo, cerâmicas e metais. Ele estabeleceu um recorde ao impedir a formação de gelo até que a temperatura atingisse 31 graus abaixo de zero Celsius (ou 23,8 graus abaixo de zero Fahrenheit). O recorde anterior de 28 graus abaixo de zero Celsius (18,4 graus abaixo de zero Fahrenheit) foi estabelecido em 2016, quando um revestimento diferente foi aplicado ao silício e ao vidro. (O grupo de pesquisa que conduziu esse estudo foi liderado por Jianjun Wang, da Academia Chinesa de Ciências de Pequim, que também foi co-autor das pesquisas mais recentes.)

A água geralmente congela em torno de zero graus Celsius (32 graus Fahrenheit), embora o ponto de congelamento preciso dependa das condições ambientais.

O hidrogel também estabeleceu um recorde de tempo que atrasou a formação do gelo a uma temperatura de 25 graus abaixo de zero Celsius (13 graus abaixo de zero Fahrenheit). No estudo, materiais incluindo plástico, copo, cerâmicas e metais que foram revestidos com o hidrogel levaram mais de 65 minutos para o gelo se formar naquela temperatura, mais de 40 minutos a mais que o recorde anterior, que também foi definido durante o estudo de 2016.

E mesmo que o gelo se forme na superfície de um objeto, o revestimento de hidrogel facilita a remoção do gelo simplesmente escovando ou soprando-o, sem raspar o objeto ou aplicar calor.

Na década de 1960, os cientistas descobriram que várias espécies de peixes da Antártica produzem proteínas que funcionam como um anticongelante para a corrente sanguínea. Desde então, proteínas semelhantes foram encontradas em insetos, microorganismos e plantas. O novo revestimento funciona em parte por meio da imitação da estrutura molecular dessas proteínas.

Os pesquisadores conduziram grande parte do experimento em um laboratório, embora um teste tenha sido realizado ao ar livre, em Pequim, em temperaturas abaixo de zero.

Outros autores do estudo da UCLA foram Zhiyuan He, Mutian Hua, Shuwang Wu e Dong Wu, todos os membros do grupo de pesquisa de He. Os outros autores foram Chenyang Wu, da Academia Chinesa de Ciências de Pequim, e Xinyuan Zhu, da Universidade Jiao Tong de Xangai.

Ele é um especialista em hidrogéis; O laboratório de Wang na Academia Chinesa de Ciências estuda anticongelante.