Methods of using ice-controlling molecules

Details Methods of using ice-controlling molecules Methods of using ice-controlling molecules

C - Chemistry, Metallurgy

09

K

C09K 3/18 (2006.01) A01G 15/00 (2006.01) A01N 1/00 (2006.01) A01N 1/02 (2006.01)

Patent

CA 2305441

A dispersal pattern of hydrogen bonding sites on an ice surface is used as a template in a process for the design, selection and manufacture of synthetic ice interface dopants. Ice interface dopants are generally molecules which bind to a surface of an ice crystal and inhibit subsequent gain or loss of water molecules. The ice interface dopants can thus inhibit ice crystal growth, recrystallization, and sublimation. Ice interface dopants can also inhibit heterogeneous nucleating agents, and thus postpone or prevent ice nucleation. On the other hand, very strong IIDs may be used as well to beneficially induce ice nucleation. Exemplary dopant structures are provided that achieve near-perfect ice-bonding efficiency while being thoroughly adaptable to a wide variety of specialized ice-bonding applications. Orbital steering provides for steering lone pair orbitals of ice bonding atoms in the interface dopant to result in an optimal angular alignment with the complementary binding sites on ice.

L'invention concerne une configuration de dispersion des sites de liaison hydrogène sur une surface de glace qui est utilisée comme modèle dans un procédé de conception, de sélection et de fabrication d'interfaces dopants de la glace synthétique. Ces dopants d'interface sont généralement des molécules qui, liées à la surface d'un cristal de glace, inhibent les gains ou les pertes en molécules d'eau. Ils inhibent donc la croissance des cristaux de glace, la recristallisation et la sublimation. Ils peuvent aussi inhiber les agents de nucléation hétérogènes, et donc retarder, voire empêcher, la nucléation de la glace. En outre, il est possible d'utiliser des dopants d'interface particulièrement virulents pour induire avantageusement la nucléation de la glace. Certaines structures dopantes permettent de réaliser des liaisons au sein de la glace presque parfaites, tout en étant parfaitement adaptable à toute une gamme d'applications spécialisées de liaison de la glace. L'orientation orbitale permet d'orienter les orbitales de paires isolées d'atomes de liaison de la glace dans le dopant d'interface et d'obtenir ainsi un alignement angulaire optimal avec les sites de liaison complémentaires sur la glace.

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