p Se você já se levantou em uma manhã de inverno e se jogou na árdua tarefa de limpar o gelo de um pára-brisa, um laboratório da Virginia Tech é uma ciência envolvente [IS1] que pode tornar sua vida muito mais fácil. Em pesquisas financiadas pela National Science Foundation, O professor associado Jonathan Borekyo liderou uma equipe no desenvolvimento de uma solução potencial para a remoção de gelo por meio de eletrostática. p Como a água congela, prótons carregados positivamente e elétrons carregados negativamente se separam. Cristais de gelo congelados ficam eletrificados à medida que a parte superior do gelo fica mais quente do que a parte inferior. Isso faz com que os íons carregados se movam de cima para baixo (de quente para frio), mas acontece que os íons positivos podem migrar mais rápido. A parte superior do gelo acaba sendo carregada negativamente, enquanto a parte inferior fica mais carregada positivamente, um conceito conhecido como separação de carga.

p A separação de carga no gelo foi estudada no passado, mas o efeito nunca foi explorado para remover o gelo de sua superfície. O Laboratório de Fluidos e Interfaces Inspirados na Natureza de Boreyko se propôs a preencher essa lacuna. A equipe começou criando geada artificialmente em uma superfície. Eles então suspenderam uma película de água acima da geada usando papel de filtro. Os opostos se atraem, assim, a parte superior da camada de gelo com carga negativa atraiu os íons positivos na água. Isso gerou um campo elétrico que exerceu uma força atrativa na camada de gelo.

p Usando uma câmera de alta velocidade, a equipe observou partículas de gelo rompendo seu substrato e saltando em direção à película oposta de água. A geada foi cultivada em superfícies de metal e vidro, indicando que o efeito jumping frost é possível independentemente das propriedades térmicas e elétricas do objeto que contém a água.

p Com esses dados em mãos, a equipe está mudando para escalas maiores em seus testes. As partículas de gelo neste experimento eram muito pequenas em tamanho, cada um com apenas alguns milímetros ou menos. A equipe de Boreyko está trabalhando para remover grandes camadas de gelo, aumentando a quantidade de carga que chega perto da geada. Ao substituir a água quente por eletrodos ativamente carregados, os pequenos saltos de gelo podem se tornar evacuações de gelo em grande escala.

p "Se pudermos amplificar esse efeito de degelo eletrostático, de modo que camadas inteiras de gelo ou geada são instantaneamente arrancadas de sua superfície, pode ser uma virada de jogo para as indústrias de aeronaves e HVAC, "disse Borekyo.

p Essas descobertas foram publicadas em ACS Nano . O autor principal do artigo foi Ranit Mukherjee, um estudante de graduação no laboratório de Boreyko.