Vēl joprojām labas metāla un ledus savstarpējās slīdamības iemesli ir neskaidri, un šai tēmai nepieciešams pievērst papildus uzmanību, lai varētu samazināt sniega uzkrāšanās iespēju uz ēku metāla jumtiem. Projekta ietvaros tiks veikti pētījumi, kuros noteiks un apskatīs faktorus, kas uzlabo metāla un ledus savstarpējo slīdamību. Šī ir jauna stratēģija, kas palīdzēs novērst sniegu uzkrāšana uz ēku metāla jumtiem – turpinājums tēmai par pašattīrošajiem logiem – tādējādi samazinot iespējamību, ka krītošais sniegs varētu apdraudēt gājējus. Iemesli ledus augstajai slīdēšanas pretestībai attiecībā pret metālu nav zināmi, tāpēc šis pētījums vienlaicīgi sniegtu gan ieguldījumu zinātnei, gan būtu vērtīgs devums sabiedrības drošības vajadzību risināšanai.
Lai noteiktu materiāla īpašības makro, mikro un nano līmenī, tiks izmantotas dažādas pētniecības metodes. Uzmanība tiks pievērsta pulēta un ar smilšpapīru apstrādāta tērauda virsmas viendabīgumam, ķīmiskajam sastāvam, cietībai, berzes koeficientam un slapināmībai. 1.attēlā uzrādītas materiāla mērīšanas metodes – uzrādītas sarkanā krāsā, treknrakstā, slīprakstā. Nedestruktīvās makro un mikro līmeņa pārbaudes tiks izmantotas pulēta tērauda īpašību pētīšanai, lai noteiktu, kā, izmantojot dažādas metodes, var tikt iegūta papildus informācija par materiālu. Šī ir īpaši nozīmīga informācija, kad nepieciešams attīstīt metodi materiāla defektu vai virsmas kvalitātes raksturošanai.

Att. 1. Materiāla un virsmas īpašības makro, mikro un nano līmenī.

6

Lai nodrošinātu vislabāko zinātnisko bāzi turpmāko uzdevumu veikšanai, pirmais uzdevums ir izvērtēt metāla ietekmi uz divu virsmu savstarpējo relatīvo kustību. Detalizēta analīze parādīs ķīmisko, graudu izmēra, cietības, topogrāfijas un virsmas viendabīguma ietekmi uz berzes koeficientu un slapināmību. No profilometrijas un optiskās mikroskopijas noteiks visātrāko metodi lai noteikt virsmas defektus un nelīdzenumus. Šī mikrostruktūras – īpašību savstarpējā saistība tiks paplašināta, lai noteiktu to sasaisti ar slīdamību (skat. otro uzdevumu). Informācija par materiāla raksturojuma un snieguma kombināciju noteiks materiāla pielietojumu atkarībā no tā mikrostruktūras un īpašībām. Zinātniskajā literatūrā ir ļoti maz publikāciju par materiāla īpašību un slīdamības savstarpējo saistību, līdz ar to plānotais pētījums sniegs lielu ieguldījumu šai zinātnes nozarei.
Otrā uzdevuma ietvaros tiks izveidota testēšanas metode, lai noteiktu ledus un metāla savstarpējo relatīvo kustību. Šī informācija noteiks pirmo testa iekārtu ledus slīdamības noteikšanai uz metāliem ar dažādu mikrostruktūru un virsmas kvalitāti.
Trešais uzdevums ir noteikt faktorus, kas ietekmē ledus – metāla relatīvo savstarpējo kustību. Metāla virsma tiks sagatavota un apstrādāta, izmantojot dažādas tehnoloģijas. Dažādos veidos modificētā metāla mikrostruktūra un topogrāfija tiks raksturota, izmantojot iepriekš aprakstītās mērīšanas metodes. Raksturojot materiāla mikrostruktūru, galvenā uzmanība tiks pievērsta ķīmiskā sastāva izmaiņām, miktrostruktūrai (graudu un kristalītu izmēram, kristālu orientācijai) un to ietekmei uz materiāla cietību. Iegūtie rezultāti parādīs izmaiņas materiālā, kas rodas, izmantojot dažādus apstrādes veidus, un šo izmaiņu ietekmi uz ledus un metāla relatīvo slīdamību.
Ceturtā uzdevuma mērķis ir noteikt savstarpējo saistību starp metāla slīdamību pa īsu laboratorijas celiņu, garāku laboratorijas celiņu, ja iespējams, un garo celiņu. Vidējā izmēra ledus celiņš atrodas Minhenes Tehniskajā universitātē (Technical University of Munich) un Frauenhofera Materiālu mehānikas institūtā (Frauenhofer Institute for Mechanics of Materials). Projekta ietvaros plānots sadarboties ar iepriekšminētajām iestādēm, lai nodrošinātu savstarpēji salīdzināmu metālu testēšanu laboratorijas un garajā trasē. Rezultātā tiks noteiktas priekšrocības testēšanai laboratorijas trasē. Tiks salīdzināti metāla-ledus pāri ar lielāku un mazāku berzi. Tiks attīstīta netradicionāla pieeja, pētot dažādu virsmas raupjumu ietekmi uz metāla/ ledus slīdamību.
Piektais uzdevums ir izmantot tehnoloģiju, kas vislabāk uzlabo slīdamību lielākai virsmai, un to pārbaudīt garākā ledus trasē, lai noteiktu slidamības uzlabošanu. Tehnoloģijas, kuras tiks apskatītas, liks uzsvaru uz paša materiāla modificēšanu. Tiks izmantoti iepriekš apgūtie raksturošanas procesi, lai pārbaudītu modificēto virsmu pirms pārbaudes uz garākas ledus virsmas. Pārbaudīs metāla virsmu pirms un pēc pārbaudes uz ledus virsmas, lai noteiktu pārmaiņas virsmā.