Вдъхновени от перата на пингвиновите крила, изследователите са разработили решение без химикали на проблема със заледяването на електропроводи, вятърни турбини и дори крила на самолети.
Натрупването на лед може да причини огромни щети на инфраструктурата и в някои случаи да причини прекъсване на захранването.
Независимо дали става дума за вятърни турбини, електрически кули, дронове или самолетни крила, решенията на проблемите често зависят от трудоемки, скъпи и енергоемки технологии, както и от различни химикали.
Екип от изследователи от канадския университет Макгил смятат, че са открили обещаващ нов начин за решаване на проблема, след като са изследвали крилата на пингвините папуа, които плуват в студените води на Антарктида и чиято козина не замръзва дори при повърхностни температури.доста под точката на замръзване.
„Първо проучихме свойствата на листата на лотос, които са много добри при дехидратирането, но се оказаха по-малко ефективни при дехидратирането“, каза доцент Ан Кициг, която търси решение от близо десетилетие.
„Едва когато започнахме да изучаваме масата на перата на пингвини, открихме естествен материал, който може да премахне както вода, така и лед.“
Микроскопичната структура на перата на пингвин (на снимката по-горе) се състои от шипове и клонки, които се разклоняват от централен ствол на пера с „кукички“, които свързват отделни косми от пера, за да образуват килим.
Дясната страна на изображението показва парче неръждаема стоманателплат, който изследователите са украсили с наножлебове, които имитират структурната йерархия на перата на пингвините.
„Открихме, че слоестото разположение на самите пера осигурява водопропускливост, а назъбените им повърхности намаляват адхезията на леда“, каза Майкъл Ууд, един от съавторите на изследването.„Успяхме да възпроизведем тези комбинирани ефекти с лазерна обработка на тъкани телени мрежи.“
Кициг обяснява: „Може да изглежда контраинтуитивно, но ключът към анти-обледеняването са всички пори вмрежакоито абсорбират вода при условия на замръзване.Водата в тези пори в крайна сметка замръзва и докато се разширява, създава пукнатини, точно като вас.Виждаме го във формичките за лед в хладилниците.Имаме нужда от много малко усилия, за да размразим нашата мрежа, защото пукнатините във всяка дупка лесно се извиват над 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 необработените полирани панели от неръждаема стомана.Тъй като не се изисква химическо третиране, новият метод предлага потенциално решение без поддръжка на проблема с натрупването на лед върху вятърни турбини, електрически стълбове и електропроводи и дронове.
Кициг добави: „Като се има предвид обхватът на регулирането на пътническата авиация и свързаните рискове, е малко вероятно крилото на самолет просто да бъде обвито в металмрежа.”
„Въпреки това, някой ден повърхността на крилото на самолета може да съдържа текстурата, която изучаваме, и отстраняването на лед ще се случи чрез комбинация от традиционни методи за премахване на лед върху повърхността на крилото, работещи в тандем с повърхностни текстури, вдъхновени от крилете на пингвин.“
© 2023 Институт по инженерство и технологии.Колежът по инженерство и технологии е регистриран като благотворителна организация в Англия и Уелс (номер 211014) и Шотландия (номер SC038698).