Ice Adhesion: Mechanism, Measurement, and Mitigation (Adhesion and Adhesives: Fundamental and Applied Aspects)

این کتاب منحصربه‌فرد راه‌هایی برای کاهش اثرات مخرب تجمع برف/یخ ارائه می‌کند و مکانیسم‌های فناوری‌های یخ‌زدایی پوشش‌های جدید را مورد بحث قرار می‌دهد.

راهبردهایی که در حال حاضر برای مبارزه با تجمع یخ استفاده می‌شوند. مشکلات شامل رویکردهای شیمیایی، مکانیکی یا الکتریکی است. اینها پرهزینه و کار فشرده هستند و استفاده از مواد شیمیایی نگرانی های زیست محیطی جدی ایجاد می کند. در دسترس بودن سطوح یا پوشش‌های واقعاً یخ‌فوز، یک موهبت بزرگ در جلوگیری از اثرات مخرب تجمع یخ خواهد بود. در حال حاضر، علاقه فوق العاده ای به استفاده از فناوری نانو در تبدیل سطوح یخ هراس یا ابداع مواد و پوشش های سطح یخ هراس وجود دارد و همه سیگنال ها نشان می دهد که چنین علاقه ای در آینده بی وقفه ادامه خواهد داشت. از آنجایی که موضوع کلیدی در مورد مواد یا پوشش‌های یخ‌فوب دوام آنهاست، تلاش زیادی برای توسعه مواد یا پوشش‌های سطحی انجام می‌شود که می‌توانند در مدت طولانی مؤثر باشند. با فعالیت فوق العاده در این عرصه، امید زیادی وجود دارد که در آینده ای نه چندان دور، مواد یا پوشش های سطحی بادوام به ثمر بنشینند.

این کتاب شامل 20 فصل توسط متخصصان موضوع است و به دو دسته تقسیم شده است. سه بخش - بخش 1: مبانی تشکیل و خصوصیات یخ. قسمت 2: چسبندگی یخ و اندازه گیری آن. و بخش 3: روش های کاهش چسبندگی یخ. موضوعات تحت پوشش عبارتند از: عوامل موثر بر تشکیل، چسبندگی و اصطکاک یخ. تشکیل هسته یخ روی سطوح جامد؛ فیزیک هسته یخ و رشد روی یک سطح؛ فراستینگ میعان; خواص یخ زدایی سطوح ساختاری؛ رابطه بین انرژی آزاد سطح و چسبندگی یخ به سطوح. مترولوژی چسبندگی یخ؛ روش های آزمایش برای تعیین کمیت قدرت چسبندگی یخ به سطوح؛ مطالعات بین آزمایشگاهی قدرت چسبندگی یخ؛ مکانیسم های فن آوری های یخ زدایی و یخ زدایی سطح؛ یخ هراسی سطوح فوق آبگریز؛ ضد یخ با استفاده از سطوح ریزساختار؛ سطوح یخ هراس: ویژگی ها و چالش ها. مواد سطح ضد یخ الهام گرفته از زیستی؛ دوام پوشش های ضد یخ؛ دوام پوشش‌های یخ‌فوبیک؛ پوشش‌های یخ‌فوب با الهام از زیستی؛ حفاظت از تجمع یخ در هواپیما؛ و مدل‌سازی عددی و کاربرد آن برای یخ‌بندی درون پرواز.

This unique book presents ways to mitigate the disastrous effects of snow/ice accumulation and discusses the mechanisms of new coatings deicing technologies.

The strategies currently used to combat ice accumulation problems involve chemical, mechanical or electrical approaches. These are expensive and labor intensive, and the use of chemicals raises serious environmental concerns. The availability of truly icephobic surfaces or coatings will be a big boon in preventing the devastating effects of ice accumulation. Currently, there is tremendous interest in harnessing nanotechnology in rendering surfaces icephobic or in devising icephobic surface materials and coatings, and all signals indicate that such interest will continue unabated in the future. As the key issue regarding icephobic materials or coatings is their durability, much effort is being spent in developing surface materials or coatings which can be effective over a long period. With the tremendous activity in this arena, there is strong hope that in the not too distant future, durable surface materials or coatings will come to fruition.

This book contains 20 chapters by subject matter experts and is divided into three parts— Part 1: Fundamentals of Ice Formation and Characterization; Part 2: Ice Adhesion and Its Measurement; and Part 3: Methods to Mitigate Ice Adhesion. The topics covered include: factors influencing the formation, adhesion and friction of ice; ice nucleation on solid surfaces; physics of ice nucleation and growth on a surface; condensation frosting; defrosting properties of structured surfaces; relationship between surface free energy and ice adhesion to surfaces; metrology of ice adhesion; test methods for quantifying ice adhesion strength to surfaces; interlaboratory studies of ice adhesion strength; mechanisms of surface icing and deicing technologies; icephobicities of superhydrophobic surfaces; anti-icing using microstructured surfaces; icephobic surfaces: features and challenges; bio-inspired anti-icing surface materials; durability of anti-icing coatings; durability of icephobic coatings; bio-inspired icephobic coatings; protection from ice accretion on aircraft; and numerical modeling and its application to inflight icing.