Takaisin

Uusia ja kestäviä, jäätä ja lunta hylkiviä materiaaleja lentokoneisiin, tuulimyllyihin ja liikennevälineisiin

Väitös fysikaalisen kemian alalta
Väittelijä: FM Wenjuan Cui
Aika ja paikka: 26.11.2019 klo 12, F100, Futura, Joensuun kampus

Matalissa lämpötiloissa jää ja lumi aiheuttavat taloudellisia menetyksiä ja jopa vaaratilanteita liikennevälineissä ja energiainfrastruktuureissa. Nykyiset jäätymisen torjuntamenetelmät perustuvat lämmitykseen, kemialliseen jäänestoon tai mekaaniseen jäänpoistoon. Näillä menetelmillä ei kuitenkaan saada pysyviä vaikutuksia, ne eivät ole ympäristöystävällisiä, ja niihin kuluu energiaa ja aikaa. Edullisilla, ympäristöystävällisillä ja kulutusta kestävillä jäätä hylkivillä materiaaleilla on suuri tarve monissa sovelluksissa, erityisesti Euroopan ja Amerikan pohjoisilla alueilla, joissa on pitkä talvi.

FM Wenjuan Cui suunnitteli ja valmisti väitöstyössään kolmentyyppisiä jäätä hylkiviä materiaaleja. Ensimmäinen materiaalityyppi perustuu superhydrofobisiin pintoihin, sileillä hydrofobisilla pinnoilla on matala pintaenergia ja hyvä jään hylkimistaipumus. Toisessa materiaalityypissä on läpinäkyvä polypropeenikalvo, jossa on paksu voiteluaine-elastomeerikerros. Se on pölyä hylkivä, itsekorjautuva ja sillä on erittäin pieni jään adheesio. Kolmas materiaali on liukas, hieman vettä hylkivä päällyste, johon on lisätty pieniä määriä nanopartikkeleita. Se on ympäristöystävällinen ja voidaan valmistaa vain yhdellä työvaiheella. Kaksi jälkimmäistä pintamateriaalia ovat voiteluaineella kyllästettyjä liukkaita pintoja, ja niiden suunnittelussa on ollut mallina luonnossa esiintyvän lihansyöjäkannukasvin pyydystyskannun liukas pinta. Jäätä hylkivissä pinnoissa jää liukuu pois painovoiman tai heikon tuulen avulla. Valmistetut pintojen on osoitettu kestävän yli vuoden normaalioloissa.

Jäätä hylkiviä pintoja voidaan tuottaa erilaisille materiaaleille, kuten muovien, metallien, tekstiilien, lasin ja sementin pinnoille. Tyypillisiä teollisia sovelluksia ovat jäänesto lentokoneissa, tullimyllyn siivissä, voimalinjoissa, liikennevälineissä ja pakastettujen elintarvikkeiden pakkauksissa.

Filosofian maisteri Wenjuan Cuin fysikaaliseen kemiaan kuuluva väitöskirja Fabrication of durable icephobic surfaces: effects of surface properties and lubricant-infused layer (Kestävien jäätä hylkivien pintamateriaalien valmistus: Pintaominaisuuksien ja voiteluaineella kyllästetyn kerroksen vaikutus) tarkastetaan luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä tilaisuudessa toimii professori Rafael J. Taboryski Tanskan teknillisestä yliopistosta ja kustoksena emeritusprofessori Tapani Pakkanen Itä-Suomen yliopistosta.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/18313?encoding=UTF-8