Powłoka nanowęglowa ogranicza powstawanie lodu i poprawia właściwości aerodynamiczne samolotu. Naukowcy finansowani ze środków UE opracowali powłokę nanowęglową zmniejszającą osadzanie się lodu na powierzchni statku powietrznego, jak i turbulencje powstające w wyniku oporu powietrza. Transport i mobilność Zmiana klimatu i środowisko Technologie przemysłowe Energia © Jaromir Chalabala, Shutterstock Odladzanie w niskich temperaturach może pochłaniać sporo czasu, nakładów pracy i materiałów takich jak środki rozpuszczające. Naukowcy uczestniczący w finansowanym przez UE projekcie SANAD stworzyli powłokę wierzchnią dla samolotów, która chroni przed wodą, znacząco zmniejszając koszty utrzymania. Innowacyjna powłoka nanowęglowa jednocześnie zmniejsza opór powietrza oddziałującego na powierzchnię samolotu oraz ogranicza zużycie paliwa i emisję dwutlenku węgla. – Od początku chcieliśmy uzyskać jedną powłokę, która łączyłaby te właściwości – mówi Dr Stephanos Nitodas, koordynator projektu i kierownik działu ds. badań nad nanotechnologią w firmie Glonatech w Atenach (Grecja). – Na początku stworzyliśmy kilka powłok z różnorodnych materiałów nanostrukturalnych na bazie żywic, aby zobaczyć, jak można połączyć te efekty. Spośród powłok o różnym składzie opracowanych w obiektach naszych partnerów NSCR Demokritos w Grecji i Bionanovate Ltd w Wielkiej Brytanii oraz we współpracy z innymi partnerami wyłoniono trzy powłoki na bazie tlenków metali i węgla nanostrukturalnego, tj. nanorurek węglowych lub tlenku grafenu. Po dokładnym sprawdzeniu ich charakterystyki stwierdzono, że oferują one najlepsze właściwości i spełniają wymogi określone przez linie lotnicze British Airways. Na Uniwersytecie Kingston (Wielka Brytania) przeprowadzono badania w tunelu aerodynamicznym i analizę obliczeniowej dynamiki płynów. Następnie rozwiązanie pomyślnie przetestowano podczas lotu statkiem Airbus A320 należącym do British Airways (BA). – W zależności od składu danej powłoki udało nam się uzyskać poprawę rzędu 20-40% w pomiarach kąta zwilżania i pod względem hydrofobowości w porównaniu z powłokami wykorzystywanymi obecnie we flotach statków powietrznych, które nie zawierają nanocząsteczek – dodaje Dr Nitodas. Przekłada się to na znaczące oszczędności: koszty odladzania sięgają dziesiątek tysięcy euro, a nawet więcej, jeżeli prace muszą być powtarzane kilkukrotnie w ciągu dnia w skrajnych warunkach pogodowych. Dzięki zastosowaniu nanorestrukturyzacji zespół projektowy dostosował również szorstkość powłoki, co miało na celu zmniejszenie występowania turbulencji podczas lotu. Ograniczyło to gromadzenie się zanieczyszczeń na konstrukcji samolotu, przednich krawędziach skrzydeł i w innych obszarach, zmniejszając tarcie i opór powietrza oddziałującego na powierzchnię statku powietrznego. To z kolei zredukowało zużycie paliwa i ogólne koszty lotu, a także doprowadziło do ograniczenia emisji dwutlenku węgla, czyniąc samoloty przyjaźniejszymi dla środowiska. Ponadto powłoka nanostrukturalna jest twardsza, wytrzymalsza i nie wymaga tak częstej wymiany jak ma to miejsce w przypadku powłok dostępnych obecnie – mówi Dr Nitodas. Wyzwanie polegało nie tylko na chemicznej modyfikacji nanocząsteczek. – Staraliśmy się określić procesy obróbki ich powierzchni w sposób wydajny pod względem finansowym, ale też umożliwiający przystosowanie projektu do produkcji na skalę przemysłową – dodaje Dr Nitodas. Stworzony produkt w postaci powłoki wierzchniej jest obecnie przygotowywany do postępowania patentowego. Partnerzy projektu – w tym pracownicy naukowi, przedsiębiorstwa zajmujące się nanotechnologią i BA – przeprowadzają natomiast analizę rynkową jego zastosowania nie tylko w przemyśle lotniczym, ale także w branży motoryzacyjnej i w innych sektorach komercyjnych. Słowa kluczowe SANAD, British Airways, BA, nanotechnologia, odladzanie, lotnictwo, emisje
