Descrizione del progetto
Uno studio dei fenomeni su mesoscala per l’ingegnerizzazione di superfici antighiaccio avanzate
Il progetto INTICE, finanziato dal CER, intende comprendere meglio e contrastare la formazione di ghiaccio sulle superfici esplorando i fenomeni su mesoscala che influenzano il comportamento dell’acqua su di esse. L’obiettivo è quello di creare una nuova classe di superfici intrinsecamente antighiaccio, la cui composizione e struttura impedisca la nucleazione del ghiaccio e ne riduca l’adesione. Studiando l’effetto della curvatura della consistenza della superfici sulla nucleazione del ghiaccio, del confinamento dei liquidi sulla depressione del punto di congelamento e delle caratteristiche della consistenza sulla termofluidica interfacciale, i ricercatori intendono sviluppare superfici ad alte prestazioni per varie applicazioni. Al di là della proprietà antighiaccio, la ricerca proposta ha implicazioni per la caratterizzazione dei fenomeni di scambio di fase su mesoscala e per il progresso dei sistemi di trasferimento di calore e massa multifase.
Obiettivo
Icing of surfaces is common in nature and technology, affecting everyday life and often causing catastrophic events. Despite progress in recent years in the area of hydrophobicity, engineered surfaces that can be employed in applications based on their intrinsic icephobicity, going beyond classical additional chemical coatings or heating treatments, are not a reality. Understanding and counteracting surface icing brings with it significant scientific challenges, which form an intersection of nucleation thermodynamics, interfacial thermofluidics and surface nanoengineering/science. This project will investigate important mesoscale phenomena (a term used here to summarily describe phenomena manifesting themselves in the spatial range from the order of a nanometer to a hundred microns), which affect the behavior of water on surfaces with respect to icing. With the resulting, unifying knowledge base, the aim is to identify pathways for the design and fabrication of a new class of intrinsically icephobic surfaces, based on their a-priori engineered composition and texture. Our aim is to identify anti-nucleation and anti-wetting phenomena, leading to surfaces having long ice nucleation time scales, low water contact and retention, and low ice adhesion. The effects of surface texture curvature on ice nucleation, local liquid confinement on freezing point depression, and mesoscale texture features on interfacial thermofluidics, have intertwined and sometimes counteracting impacts on surface icing behavior, which we aim at unraveling, to determine pathways to high performance surfaces. Connected to all this is the employment of advanced surface texture fabrication and methods to perform the necessary experiments, lending consideration to the development of such surfaces for future applications. Beyond icephobicity, this research has clear implications to the characterization of mesoscale phase change phenomena, for multiphase heat and mass transfer processes and devices.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-ADG - Advanced GrantIstituzione ospitante
8092 Zuerich
Svizzera