Существует два приложения, которые требуют хорошего сцепления со льдом: это автомобильные шины и обувь. Традиционно для них использовали материалы из мягкой резины. К сожалению, для таких материалов коэффициент трения сильно уменьшается при контакте с влажным льдом при температурах около 0°С. Из-за этого ежегодно множество людей страдают из-за ДТП и падений в гололёд. Благодаря новому материалу от канадских физиков количество травм и смертей удастся уменьшить.
Физики из университета Торонто и института реабилитации Торонто создали группу новых композитных материалов с текстурированной поверхностью, которые демонстрируют отличное сцепление с влажным льдом.
Структура материала представлена на иллюстрации до и после вертикального выравнивания волокон.
Волокнистые композиты состоят из твёрдой фазы стекловолокна, усиленной совместимой матрицей из термопластичного полиуретана. Оптоволокна структурированы так, что они располагаются вертикально и выступают из полиуретана. В итоге, они работают как микрошипы, разрушая лёд и значительно повышая площадь контакта с поверхностью. Из-за этого улучшается сцепление с дорогой.
Средняя длины микрошипов — 28,1±7,7 мкм.
На следующих диаграммах показаны результаты тестирования покрытий в тестовой установке (a) при температуре –4°C: здесь коэффициенты трения (COF) для материала с невыравненными стекловолокнами (b), выравненными © и вообще без волокон (d).
Хотя этот коэффициент значительно ниже, чем при сцеплении резины с асфальтом, но всё же он достаточно высок, чтобы обеспечить комфортное передвижение по влажному льду.
По своим физическим свойствам материал особо не отличается от обычной резины, столь же хорошо сгибается и растягивается. На сухих и плотных поверхностях он ведет себя так же, как и нормальные подошвы.
В принципе, специалисты уже разработали технологию промышленного производства таких материалов, так что скоро «городские ледоступы» и автомобильные покрышки нового поколения должны появиться в продаже.
