Nuovi rivestimenti ecologici e biocompatibili per combattere il ghiaccio

L’accumulo di ghiaccio e brina sulle superfici funzionali e la sua ostinata aderenza rappresentano un enorme problema per un ampio spettro di industrie che vanno dall’energia ai sistemi di trasporto. I rapporti di ricerca sull’energia nell’ultimo decennio hanno stimato che le tempeste di ghiaccio gravi sono responsabili di interruzioni di energia elettrica fino al 10%, con un impatto sulla vita di 3 milioni di persone negli Stati Uniti ogni inverno. In generale, le conseguenze indesiderate del gelo hanno un effetto irrefutabile sulle attività umane quotidiane. Naturalmente, le tecnologie che possono ritardare la formazione di ghiaccio e gelo sulle superfici o facilitare la sua rimozione passiva giocano un ruolo fondamentale nelle applicazioni industriali che operano in climi freddi. Di conseguenza, il mercato finanziario per i materiali antighiaccio e icephobic ammonta a 20 miliardi di dollari all’anno. Sfortunatamente, la maggior parte delle tecniche passive per la rimozione del ghiaccio di solito impiegate hanno alti costi di fabbricazione o soffrono di una scarsa durata a lungo termine. A causa di queste sfide intrinseche, non hanno visto un’adozione commerciale diffusa. Quindi, le tecniche attive come il riscaldamento elettrotermico, lo sbrinamento chimico e la buona vecchia raschiatura meccanica rimangono il fondamento dell’industria per mitigare i problemi di ghiaccio e sbrinamento, nonostante siano costose e abbiano un’impronta ambientale negativa. Tra questi, i prodotti chimici antighiaccio monopolizzano la quota di mercato miliardaria a causa della loro facile disponibilità e rapida applicabilità. Per esempio, il dragaggio delle ali degli aerei con migliaia di galloni di glicole antigelo per prevenire la formazione di ghiaccio al suolo e garantire il loro decollo sicuro è uno spettacolo comune durante gli inverni freddi. Ma essendo liquidi, questi prodotti chimici sono facilmente spazzati via o dissolti, rendendoli così misure temporanee. Portati via, finiscono nei corsi d’acqua dolce locali inquinandoli e disturbando l’equilibrio ecologico marino.

Un utile strumento

Al fine di affrontare i suddetti problemi, i ricercatori dell’Università dell’Illinois Chicago (UIC) hanno formulato un’ampia libreria di più di 80 composizioni con proprietà superiori di protezione dal gelo. La libreria di formulazioni può essere ampiamente classificata come soluzioni polimeriche, emulsioni, creme e gel. Lo scheletro dei rivestimenti sviluppati è composto da dimetilsolfossido, un crioprotettore di derivazione naturale e biocompatibile che possiede proprietà medicinali miracolose ed è stato saldamente bloccato in una matrice polimerica, che gli garantisce una maggiore resistenza contro la dissoluzione e la rimozione guidata dal taglio.