De-icing

La formazione del ghiaccio su superfici metalliche e’ il fattore determinante di un considerevole numero di problemi nelle linee di trasmissione elettrica, negli aerei e nei congelatori industriali, quali fratture incontrollate e notevoli costi. In linea generale, il ghiaccio ha una bassa forza di adesione su superfici idrofobiche, per questo, e’ opportuno studiare le relazioni tra l’adesione del ghiaccio, l’energia superficiale e la rugosita’. I rivestimenti fluorurati sono caratterizzati da un’energia superficiale molto bassa, per questo motivo risultano essere la prima scelta come materiali per il rivestimento di metalli al fine di aumentarne l’idrofobicita’. I rivestimenti migliori sono rappresentati dai composti fluorurati auto-assemblanti, che sono facilmente depositati sulle superfici metalliche con tecniche quali spin-coating, dip-coating e deposizioni meccaniche. In aggiunta alla riduzione dell’energia superficiale attraverso l’utilizzo di rivestimenti fluorurati viene spesso modificata la rugosita’ delle superfici metalliche con processi di anodizzazione, etching chimico e polishing controllato. Lo scopo e’ ottenere superfici superidrofobiche la cui bagnabilita’ possa essere descritta da un modello di Cassie-Baxter.

Nel nostro laboratorio svolgiamo prove di caduta per valutare la forza di adesione del ghiaccio su superfici metalliche funzionalizzate. Si induce la formazione di ghiaccio tramite deposizione di alcune gocce d’acqua sui provini metallici e successivo passaggio in una camera fredda. La forza di adesione e’ quindi misurata utilizzando un apparato deputato che permette di valutare l’energia di distacco del ghiaccio dopo un impatto controllato. Prima e dopo ogni test di adesione sono effettuate misure di angolo di contatto per correlare idrofobicita’/superidrofobicita’ alla forza di adesione del ghiaccio. Infine, osservando le variazioni di angolo di contatto dopo numerosi cicli di formazione e distacco del ghiaccio su un medesimo campione sono stimati il tempo di vita ed il comportamento a fatica dei vari coating fluorurati.