По време на Голямата ледена буря от 1998 г. ледът замръзна върху електропроводи и стълбове, парализирайки северните Съединени щати и южната част на Канада, оставяйки мнозина в студ и тъмнина в продължение на дни и дори седмици.Независимо дали става дума за вятърни турбини, електрически кули, дронове или самолетни крила, борбата срещу натрупването на лед често разчита на методи, които отнемат време, скъпи и/или използват големи количества енергия и различни химикали.Но гледайки природата, изследователите на McGill смятат, че са открили обещаващ нов начин за решаване на проблема.Те са вдъхновени от крилете на пингвините Gentoo, пингвините, които плуват в ледените води на Антарктическия регион, чиято козина не замръзва дори когато температурата на външната повърхност е доста под нулата.
Първо проучихме свойствата на листата на лотос, които са отлични при отвеждане на водата, но се оказа, че те са по-малко ефективни при отвеждане на водата.каза Ан Кициг, асистент професор по химическо инженерство в университета Макгил и директор на лабораторията за биомиметично повърхностно инженерство, която търси решение от близо десетилетие, материал, който може да премахне водата и леда.“
Лявото изображение показва микроскопичната структура на перо на пингвин (10-микронен близък план на вложката е еквивалентен на 1/10 от ширината на човешки косъм, за да се даде представа за мащаба).от разклонени пера.„Куките“ се използват за свързване на отделни косми от пера, за да образуват килими.Вдясно има тел от неръждаема стоманаплаткоито изследователите са украсили с наножлебове, възпроизвеждащи йерархията на структурата на перата на пингвин (метална тел с наножлебове в горната част).
„Открихме, че слоестото подреждане на самите пера осигурява дренажни свойства, а техните назъбени повърхности намаляват залепването на лед“, обяснява Майкъл Ууд, наскоро завършил студент, работещ с Kitziger, който е един от съавторите на изследването.Авторите са публикували нова статия в ACS Applied Material Interfaces.„Успяхме да възпроизведем тези комбинирани ефекти с лазерно изрязана телена мрежа.“
Кициг добави: „Може да изглежда нелогично, но ключът към топенето на леда е, че всички пори на мрежата абсорбират вода при условия на замръзване.Водата в тези пори замръзва последна и докато се разширява, създава пукнатини като това, което виждате във формичките за лед в хладилника.Необходими са ни много малко усилия, за да премахнем леда от решетката, защото пукнатините във всяка дупка лесно се извиват по повърхността на тези плетени жици.
Изследователите проведоха тестове в аеродинамичен тунел върху шаблонирани повърхности и установиха, че обработката е с 95 процента по-ефективна за предотвратяване на заледяване, отколкото непокрити полирани панели от неръждаема стомана.Тъй като не се изисква химическо третиране, новият метод предлага потенциално решение без поддръжка на проблема с образуването на лед върху вятърни турбини, електрически стълбове, електропроводи и дронове.
„Предвид броя на разпоредбите за пътническата авиация и свързаните с тях рискове, малко вероятно е крилото на самолет просто да бъде обвито в металмрежа“, добави Кициг.„Въпреки това, един ден повърхността на крилото на самолет може да има текстурата, която изучаваме, и размразяването ще се случи чрез комбинация от традиционни методи за размразяване, работещи заедно върху крилото.Повърхността включва текстури, вдъхновени от крилата на пингвин..текстура на повърхността.”
„Надеждни повърхности против заледяване, базирани на двойна функционалност – лющене на лед, причинено от микроструктура и дренаж, подобрен от наноструктура“, от Майкъл Дж. Ууд, Грегъри Брок, Жулиет Дебре, Филип Сервио и Ан-Мари Кициг, публикувано в ACS Appl.мат.интерфейс
Основан в Монреал, Квебек през 1821 г., университетът Макгил е медицински университет номер едно в Канада.McGill е постоянно класиран сред най-добрите университети в страната и света.Това е „световноизвестна“ институция за висше образование с изследователски дейности в три кампуса, 11 отдела, 13 професионални училища, 300 учебни програми и над 40 000 студенти, включително над 10 200 студенти.McGill привлича студенти от над 150 държави, а неговите 12 800 международни студенти съставляват 31% от студентското тяло.Повече от половината от учениците на McGill са носители на майчин език, различен от английския, и приблизително 19 процента от тези ученици смятат френския за свой първи език.