Kada se u kuhinji ili gostionici toči „do marke“ sve je jasno, kada se to čini u kemijskom laboratoriju još je jasnije. Još je jasnije zato što je odmjerno posuđe baždareno na uljev ili na izljev. Kada se tekućina ulije u čašu ili odmjernu tikvicu (u kojoj se priređuju otopine) do oznake onda je u čaši ili tikvici upravo onoliko mililitara koliko piše. Kada se međutim izlije iz menzure, pipete ili birete, onda je iz nje isteklo upravo onoliko tekućine koliko piše. To nalikuje na cjepidlačenje, ali nije. Kada voda isteče, na staklu uvijek zaostane tanak sloj tekućine. Volumen zaostale tekućine čini razliku između „bažarenja na uljev“ od „baždarenja na izljev“. (To u ugostiteljstvu nije sasvim jasno. Pije li se pola litre piva „na uljev“ ili „na izljev“?)

Sve je dobro dok je staklo čisto. No ako se zamasti, onda nije dobro. Nije dobro jer se mijenja hidrofilnost površine pa na staklu zaostaju kapljice vode. One mogu upropastiti kemičaru posao, što je šteta, no mnogo je veća šteta ako kapljice vode obore zrakoplov. I to se dakako može desiti ako se kapljice vode zalede na krilima. Zbog toga se krila čiste od snijega i inja, premazuju tekućinama, a zrakoplovi imaju posebne naprave na prednjem rubu krila za razbijanje nakupljenog leda. Ne treba ići dalje od praćenja emisije „Istrage zrakoplovnih nesreća“ pa vidjeti koliko je zrakoplova srušio i koliko je ljudi pobio led.

No ti su zrakoplovi pali, te su se nesreće dogodile zbog ljudske pogreške: netko ili neki nisu napravili ono što su trebali napraviti ili su napravili ono što nisu smjeli napraviti. Druga je priča s bespilotnim letjelicama, dronovima. Za njih još ne postoji pravo rješenje, pa je bolje da ne lete u magli kad se temperatura spušta ispod ništice. Voda se još nije smrznula jer se nije imala na čemu smrznuti. Smrznut će se tek u dodiru s dronovim elisama, pa dron više neće moći letjeti. Kako to spriječiti?

Rješenje nalazimo u radu američkih znanstvenika s Državnog sveučilišta u Iowi „An explorative study on using carbon-nanotube based superhydrophobic self-heating coatings for UAV icing protection“, objavljenom u časopisu Molecules. Što su napravili? Upotrijebili su, jednostavno rečeno, teflon koji vodi električnu struju.

Teflon dakako ne vodi struju. Ne vodi je jer je ne vodi ni polietilen: teflon nije ništa drugo nego polietilen u kojem su svi atomi vodika zamijenjeni atomima fluora. No struju vodi grafit, a vode je i nanocijevi jer one opet nisu ništa drugo nego savijene molekule grafita ili, točnije, grafena. Kada se ugljičnim nanocjevčicama (CNT, carbon nanotube) promjera 10-20 nm doda reagens za fluoriranje (PFDTS), na njihovu se vanjsku površinu vežu atomi fluora i one postaju, kako piše u naslovu rečenoga članka, „superhidrofobne“ (superhydrophobic). Nakon 24 sata miješanja CNT sa PFDTS dobivenom se produktu (FM-CNT, fluorine-modified CNT) doda epoksidna smola, a zatim se odmah sprejem nanosi na površinu elise bespilotne letjelice. Takav, 0,2 mm debeo premaz čini da se kapljice doduše hvataju na površini, ali se po njoj ne razlijevaju jer unutrašnja površina kapljice zatvara s površinom elise kut veći od 150°. No to ipak ne sprječava njihovo smrzavanje.

Ovo je posljednje spriječeno postavljanjem dvije trake bakrenog lima s obje strane premaza. Trake služe kao elektrode koje strujom slabog napona (24 V) i snage (14 W) griju ugrožene dijelove elise. To je najvažnije jer je snaga drona ograničena energijom koju može ponijeti u bateriji, pa mu odmrzavanje skraćuje let. Možemo i ovako reći: „Je li isplativije odleđivati elise ili trošiti energiju za svladavanje dodatnog otpora uslijed nakupljanja leda?“

Pitanje je dakako retoričko, jer ovdje se ne radi samo o utrošku energije nego i o stabilnosti letjelice, pogotovo onda kada nešto nosi. To se posebno tiče vojne primjene, jer – pokazalo se – za hladnog vremena četvrtina dronova ne može obaviti svoj zadatak upravo zbog zaleđivanja elisa. Stoga nas ne bi trebalo čuditi kakve je sve testove prošla ova metoda zaleđivanja: od ispitivanja u posebno konstruiranom zračnom tunelu (koji je simulirao let kroz kišu i maglu) do snimanja ultrabrzom infracrvenom kamerom. Ta su ispitivanja pokazala da nova vrsta premaza potpomognuta grijanjem omogućuje nesmetan let bespilotnih letjelica i pri orkanskoj vijavici, pri brzini vjetra od 70 m/s (250 km/h) i 16 grama tekuće vode po kubičnom metru zraka. A sve to zahvaljujući osebujnim svojstvima fluoriranih ugljičnih nanocjevčica koje vode struju i odbijaju vodu.

Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951., je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, od 2017. u mirovini. Autor je oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske i bioanogranske kemije te povijesti i filozofije znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir te za mrežne stranice Panopticum i, naravno, Bug online. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, među kojima je i „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“.