Anche se è un fenomeno molto comune, la formazione di ghiaccio rimane ancora un processo complesso con molte questioni da capire. Ad esempio, esiste un modo per ridurre l'adesione di ghiaccio su un materiale, con l'obiettivo di progettare nuove superfici anti-ghiaccio, chiamate in gergo anche ghiacciofobiche, su cui il ghiaccio non aderisca?
Progettare e fabbricare tali superfici ghiacciofobiche è uno degli obiettivi fondamentali di SURFICE (Smart surface design for efficient ice protection and control), una rete europea di formazione di giovani ricercatori, finanziata dal programma di ricerca e innovazione dell'Unione Europea Horizon 2020, nell'ambito delle azioni Marie Skłodowska-Curie.
Una delle principali sfide per indagare il ghiaccio e la sua interazione con altri materiali è quella di visualizzare sia la sua struttura interna che l'interfaccia tra ghiaccio e una superficie solida: tuttavia, nella maggior parte delle condizioni queste zone sono otticamente inaccessibili. La tomografia computerizzata a raggi X (XCT) può fornire informazioni senza precedenti sulle strutture interne (porosità) e interfacciali, e quindi valutare come le proprietà di un materiale possano essere modificate per influenzare l'adesione del ghiaccio. La valutazione del potenziale della tomografia a raggi X per il ghiaccio ha promosso la collaborazione internazionale tra il Dipartimento dei Materiali di KU Leuven (Belgio), la società FT Technologies UK (Inghilterra), e il Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca, portando alla recente pubblicazione "Internal and interfacial microstructure characterization of ice droplets on surfaces by X-ray computed tomography" (DOI: 10.1016/j.jcis.2023.01.103) nella prestigiosa rivista internazionale Journal of Colloid and Interface Science (Impact Factor 9.965, Journal Citation Report (Clarivate Analytics, 2021)).
"Siamo molto orgogliosi di questo studio, perché questa è la prima pubblicazione scientifica su rivista internazionale nata all’interno del progetto SURFICE, e perché dimostra il potenziale dei raggi X per esplorare la complessità della struttura del ghiaccio", ha detto il Prof. Carlo Antonini, che guida il Laboratorio di Ingegneria delle Superficie e Interfacce Fluidi (SEFI Lab) presso il Dipartimento di Scienza dei Materiali, presso l'Università di Milano-Bicocca.
"Questo studio dimostra anche quanto siano essenziali le collaborazioni internazionali per far progredire la scienza e consentire nuove applicazioni tecnologiche. È stato molto importante avere partner accademici e industriali coinvolti nello studio fin dalle prime fasi del progetto."
La collaborazione tra KU Leuven e l'Università di Milano-Bicocca è ancora più ampia del progetto SURFICE: il programma magistrale in Scienza dei Materiali presso le due università fa parte di una rete europea di Master internazionali in Materiali Sostenibili, nell'ambito di un progetto europeo Dual Master Degrees tracks in Sustainable Materials, finanziato dall’Istituto Europeo di Innovazione e Tecnologia (EIT). "In effetti, l'idea di utilizzare la tomografia a raggi X è nata mentre stavamo definendo possibili progetti di tesi per i nostri studenti a Leuven e a Milano-Bicocca" continua il Prof. Antonini. "Lo studente che ha selezionato e condotto questo progetto di tesi, Laurens Snels, che è il primo autore dello studio, è uno studente belga. Tuttavia, altri studenti iscritti al programma di doppia laurea hanno lavorato e continuano a lavorare su progetti di tesi di laurea magistrale relativi al ghiaccio e alle superfici ghiacciofobiche. In futuro, continueremo a offrire queste opportunità agli studenti di Leuven e Milano-Bicocca, rafforzando ulteriormente le collaborazioni internazionali tra le due università."