محققان دانشگاه نور‌ث وسترن و دانشگاه کالیفرنیا راهبردی ارائه کردند که به جلوگیری از تشکیل یخ روی سطح کمک می‌کند. این گروه یک سطح هیبریدی را طراحی کردند که به صورت منفعلانه نفوذ بخار آب را کنترل می‌کند و در نهایت منجر به سطحی می‌شود که عاری از یخ است. این سطح برای مدت طولانی می‌تواند خاصیت ضدیخزدگی را حفظ کند. این روش هیبریدی ضدیخزدگی می‌تواند حتی برای هفته‌ها روی سطح باقی بماند و مقیاس‌پذیر نیز باشد. این روش با کمک چاپ سه‌بعدی روی سطح اعمال می‌شود.
طراحی سطحی که هفته‌ها یخ نمی‌زند!
در این پروژه محققان برای جلوگیری از تشکیل یخ، یک لایه اکسیدگرافن را روی سطح قرار دادند و الگویی روی سطح تشکیل شد که به مدت یک هفته و حتی بیشتر خاصیت ضدیخزدگی را روی سطح ایجاد می‌کرد. این فناوری ۱۰۰۰ برابر بیشتر از سطوح ضدیخزدگی فعلی دوام دارد. یکی از مزایای این فناوری آن است که در برابر ترک، خراش و آلودگی مقاوم است.
محققان معتقداند با وارد شدن این نانوپوشش در زیرساخت‌ها، شرکت‌ها و سازمان‌های دولتی می‌توانند میلیارد‌ها دلار در سال در هزینه‌های نگهداری و ناکارآمدی انرژی صرفه‌جویی کنند. در این تحقیق از هندسه موج دار برگ‌ها الهام گرفته شده است.
پارک از محققان این پروژه می‌گوید: «در مناطق محدب یک برگ ، تشکیل یخ بیشتر دیده می‌شود. در مناطق مقعر (رگ‌ها)، ما یخ بسیار کمتری را می بینیم. سال‌هاست که مردم متوجه این موضوع شده‌اند. نکته قابل توجه این است که، هیچ توضیحی در مورد چگونگی شکل‌گیری این الگوهای وجود ندارد. ما دریافتیم که این هندسه برگ است که موجب این رفتار می‌شود و به جنس ماده ربطی ندارد.»
از طریق کار تجربی و شبیه‌سازی محاسبات، پارک و همکارانش دریافتند که تراکم در قله‌ها افزایش یافته و در شکاف سطوح موج دار سرکوب می‌شود. مقدار کمی از آب در شکاف وجود دارد در نتیجه یک منطقه بدون یخ زدگی ایجاد می‌شود.
تیم پارک اکسید گرافن را به شکاف برگ اضافه کرد در نتیجه تشکیل یخبندان را ۱۰۰ ٪ کاهش داد. آن‌ها سطحی را طراحی کردند که برجستگی‌های ریز و درشت داشت به طوری که فاصله اوج به اوج برجستگی‌ها ۵ میلی‌متر بود. سپس یک لایه نازک از اکسید گرافن ، با ضخامت ۶۰۰ میکرون، دره‌ها را بین قله‌ها پوشاند.
از آنجا که اکسید گرافن می‌تواند بخار آب را به خود جلب کند و مولکول‌های آب را در ساختار آن محدود کند، لایه اکسیدگرافن مانند یک ظرف عمل می‌کند تا از یخ‌زدگی بخار آب جلوگیری کند. هنگامی که این تیم اکسید گرافن را با این سطح مهندسی شده ترکیب کرد، این سطح مدت زمان طولانی برابر یخبندان مقاومت کرد.
