مستوحاة من ريش جناح البطريق، طور الباحثون حلاً خاليًا من المواد الكيميائية لمشكلة تشكل الجليد على خطوط الكهرباء وتوربينات الرياح وحتى أجنحة الطائرات.
يمكن أن يتسبب تراكم الجليد في أضرار جسيمة للبنية التحتية، وفي بعض الحالات، يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي.
سواء تعلق الأمر بتوربينات الرياح أو الأبراج الكهربائية أو الطائرات بدون طيار أو أجنحة الطائرات، غالبًا ما تعتمد حلول المشكلات على تقنيات كثيفة العمالة ومكلفة ومستهلكة للطاقة، بالإضافة إلى مواد كيميائية مختلفة.
يعتقد فريق من الباحثين من جامعة ماكجيل الكندية أنهم وجدوا طريقة جديدة واعدة لحل المشكلة بعد دراسة أجنحة طيور البطريق الجنتو، التي تسبح في المياه المتجمدة في القارة القطبية الجنوبية والتي لا يتجمد فرائها حتى في درجات حرارة السطح.أقل بكثير من نقطة التجمد.
وقالت الأستاذة المساعدة آن كيتزيج، التي كانت تبحث عن حل منذ ما يقرب من عقد من الزمن: "لقد قمنا أولاً بالتحقق من خصائص أوراق اللوتس، التي تعتبر جيدة جدًا في التجفيف، ولكن وجدنا أنها أقل فعالية في التجفيف".
"لم نكتشف مادة طبيعية يمكنها إزالة الماء والجليد إلا بعد أن بدأنا في دراسة كتلة ريش البطريق."
يتكون الهيكل المجهري لريشة البطريق (في الصورة أعلاه) من أشواك وأغصان تتفرع من عمود ريشة مركزي مع "خطافات" تربط شعيرات الريش الفردية معًا لتشكل سجادة.
يظهر الجانب الأيمن من الصورة قطعة من الفولاذ المقاوم للصدأفُولاَذقطعة قماش سلكية قام الباحثون بتزيينها بأخاديد نانوية تحاكي التسلسل الهرمي الهيكلي لريش البطريق.
وقال مايكل وود، أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة: "وجدنا أن الترتيب الطبقي للريش نفسه يوفر نفاذية الماء، كما أن أسطحه المسننة تقلل من التصاق الجليد"."لقد تمكنا من تكرار هذه التأثيرات المجمعة من خلال المعالجة بالليزر للأسلاك المنسوجةشبكة".
يوضح كيتزيج: "قد يبدو الأمر غير بديهي، ولكن مفتاح مكافحة التجمد هو جميع المسام الموجودة في الشبكة التي تمتص الماء في ظروف التجمد.يتجمد الماء الموجود في هذه المسام في النهاية، ومع توسعه، يحدث شقوقًا، مثلك تمامًا.نراها في صواني مكعبات الثلج في الثلاجات.نحن بحاجة إلى القليل من الجهد لإزالة الجليد عن شبكتنا لأن الشقوق الموجودة في كل ثقب تتعرج بسهولة على سطح هذه الأسلاك المضفرة.
أجرى الباحثون اختبارات نفق الرياح على الأسطح المغطاة بشبكات فولاذية، ووجدوا أن العلاج كان أكثر فعالية بنسبة 95 بالمائة في منع تكون الجليد من ألواح الفولاذ المصقولة غير المعالجة.ونظرًا لعدم الحاجة إلى معالجة كيميائية، فإن الطريقة الجديدة توفر حلاً لا يحتاج إلى صيانة لمشكلة تراكم الجليد على توربينات الرياح وأعمدة الكهرباء وخطوط الكهرباء والطائرات بدون طيار.
شبكة سلكية من الفولاذ المقاوم للصدأ هي نوع من الشبكات السلكية المصنوعة من أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ عالية الجودة.يتم نسج هذا السلك معًا بنمط معين لإنشاء ملفشبكةوهو قوي ومتين ومقاوم للتآكل.

يتم استخدام شبكة سلكية منسوجة من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل شائع في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك الإعدادات الصناعية والتجارية والسكنية.وغالبًا ما يستخدم كمرشح أو حاجز وقائي، حيث يمكن تشكيله بسهولة إلى أشكال وأحجام مختلفة.

بالإضافة إلى متانته ومقاومته للتآكل، يتم نسج الأسلاك المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأشبكةكما أنها مرنة للغاية، مما يجعل من السهل العمل بها وتشكيلها.ويمكنه أيضًا تحمل درجات الحرارة والضغط العالي، مما يجعله خيارًا مثاليًا للبيئات القاسية.

عموما، غير القابل للصدأفُولاَذنسج شبكة سلكية هي مادة متعددة الاستخدامات وموثوقة ومناسبة تمامًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات.إن متانتها ومقاومتها للتآكل وأدائها العالي تجعلها خيارًا شائعًا للعديد من الصناعات والتطبيقات المختلفة.