يمكن أن يؤدي تراكم الجليد على خطوط الكهرباء إلى حدوث فوضى، مما يترك الناس بدون تدفئة أو كهرباء لأسابيع.في المطارات، يمكن أن تواجه الطائرات تأخيرات لا نهاية لها في انتظار معالجتها من الجليد بمذيبات كيميائية سامة.
ومع ذلك، فقد وجد الباحثون الكنديون الآن حلاً لمشكلة تجمد الشتاء من مصدر غير متوقع: طيور البطريق الجنتو.
وفي دراسة نشرت هذا الأسبوع، كشف علماء في جامعة ماكجيل في مونتريال عن أالأسلاكهيكل شبكي يمكن أن يلتف حول خطوط الكهرباء وجوانب القوارب وحتى الطائرات ويمنع استخدام المواد الكيميائية دون استخدام المواد الكيميائية.سطح.
استلهم العلماء من أجنحة طيور البطريق الجنتو، التي تسبح في المياه الجليدية بالقرب من القارة القطبية الجنوبية وتبقى خالية من الجليد حتى عندما تكون درجات الحرارة أقل بكثير من درجة التجمد.
وقالت آن كيتزيج، الباحثة الرئيسية في الدراسة، في مقابلة: “الحيوانات لديها طريقة زنية للغاية للتواصل مع الطبيعة”."قد يكون شيئًا يستحق المشاهدة والتكرار."
تسبب العواصف الجليدية المزيد من الأضرار لأن تغير المناخ يجعل العواصف الشتوية أكثر شدة.وفي تكساس العام الماضي، عطلت الثلوج والجليد الحياة اليومية وأغلقت شبكة الكهرباء، مما ترك الملايين بدون تدفئة وطعام وماء لعدة أيام وقتل المئات.
لقد ناضل العلماء ومسؤولو المدن وقادة الصناعة منذ فترة طويلة لمنع العواصف الجليدية من تعطيل العمليات الشتوية.فهي تزود خطوط الكهرباء وتوربينات الرياح وأجنحة الطائرات بمزيلات الجليد أو تعتمد على المذيبات الكيميائية لإزالتها بسرعة.
لكن خبراء مكافحة الجليد يقولون إن الإصلاحات تترك الكثير مما هو مرغوب فيه.العمر الافتراضي لمواد التعبئة والتغليف قصير.استخدام المواد الكيميائية يستغرق وقتًا طويلاً ويضر بالبيئة.
أمضى كيتزيج، الذي تركز أبحاثه على استخدام الطبيعة لحل المشكلات الإنسانية المعقدة، سنوات في محاولة العثور على أفضل طريقة للتعامل مع الجليد.في البداية، اعتقدت أن ورقة اللوتس قد تكون مرشحة لأنها تتدفق وتنظف بشكل طبيعي.وأضافت أن العلماء أدركوا أن الأمر لن ينجح في ظروف الأمطار الغزيرة.
بعد ذلك، ذهبت كيتزيج وفريقها إلى حديقة حيوان مونتريال، موطن طيور البطريق الجنتو.لقد انبهروا بريش البطريق وتعاونوا للتعمق أكثر في التصميم.
ووجدوا أن الريش يعيق الجليد بشكل طبيعي.وقال مايكل وود، الباحث في المشروع مع كيتزيج، إن الريش مرتب بترتيب هرمي يسمح له بالتدفق بشكل طبيعي، كما أن سطحه الطبيعي الشائك يقلل من التصاق الجليد.
قام الباحثون بتكرار التصميم باستخدام تقنية الليزر لإنشاء نسيج منسوجالأسلاكشبكة.ثم قاموا باختبار التصاق الشبكة بالجليد في نفق الرياح، ووجدوا أنها أكثر مقاومة للتجمد بنسبة 95 بالمائة مقارنة بسطح الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي.ويضيفون أنه ليست هناك حاجة إلى المذيبات الكيميائية أيضًا.
الشبكةوقال كيتزيج إنه يمكن أيضًا ربطها بأجنحة الطائرات، لكن متطلبات لوائح السلامة الجوية الفيدرالية ستجعل من الصعب تنفيذ مثل هذه التغييرات في التصميم على المدى القصير.
وقال كيفن جولوفين، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية بجامعة تورنتو، إن الجزء الأكثر إثارة للاهتمام في هذا الحل المضاد للتجمد هو أن الشبكة السلكية هي التي تجعله متينًا.
الحلول الأخرى، مثل المطاط المضاد للتجمد أو الأسطح المستوحاة من أوراق اللوتس، ليست مرنة.
وقال جولوفين، الذي لم يشارك في الدراسة: "إنهم يعملون بشكل جيد للغاية في المختبر"."إنهم لا يترجمون جيدًا هناك."