Tokom Velike ledene oluje 1998. godine, nagomilavanje leda na dalekovodima i stubovima dovelo je do zastoja sjevera Sjedinjenih Država i južne Kanade, ostavljajući mnoge ljude hladno i mračno danima ili čak sedmicama.Bilo da se radi o turbinama na vjetar, električnim tornjevima, dronovima ili krilima aviona, odmrzavanje se često oslanja na metode koje su dugotrajne, skupe i/ili koriste mnogo energije i raznih hemikalija.Ali gledajući prirodu, McGillovi istraživači misle da su pronašli obećavajući novi način za rješavanje problema.Nadahnuli su ih krilima gentoo pingvina koji plivaju u ledenim vodama Antarktika, a njihovo krzno se ne smrzava čak ni kada je temperatura vanjske površine znatno ispod nule.
Prvo smo istražili svojstva listova lotosa, koji su veoma dobri u uklanjanju vode, ali se pokazalo da su manje efikasni u uklanjanju leda”, rekla je Ann Kitzig, koja već skoro deceniju traži rješenja i docent je. .Doktor hemijskog inženjerstva na Univerzitetu McGill, direktor Laboratorije za biomimetičko površinsko inženjerstvo: „Tek kada smo počeli da istražujemo svojstva perja pingvina, otkrili smo prirodni materijal koji istovremeno izbacuje vodu i led.”
Theslikana lijevoj strani prikazuje mikrostrukturu pingvinovog pera (umetka od 10 mikrona u krupnom planu odgovara 1/10 širine ljudske kose kako bi se dobio osjećaj veličine).Ove bodlje i grančice su središnje stabljike razgranatog perja..“Kuke” se koriste za spajanje pojedinačnih dlačica perja kako bi se formirao jastuk.Na desnoj strani je žičana tkanina od nehrđajućeg čelika koju su istraživači ukrasili nanožljebovima, reproducirajući hijerarhiju struktura perja pingvina (žica s nanožljebovima na vrhu).
“Otkrili smo da hijerarhijski raspored samih perja pruža svojstva oslobađanja vode, a njihova nazubljena površina smanjuje prianjanje leda,” objašnjava Michael Wood, nedavno diplomirani student koji radi s Kitzigom i jedan od koautora studije.Novi članak u ACS Applied Material Interfaces.„Uspeli smo da ponovimo ove kombinovane efekte sa laserski isečenom žičanom mrežom."
Kitzig je dodao: „Možda se čini kontraintuitivnim, ali ključ za odvajanje leda su sve pore u mreži koje upijaju vodu u uslovima smrzavanja.Voda u tim porama se na kraju zamrzne, a kako se širi, stvara pukotine, baš kao što biste bili u frižideru.To je isto kao što se vidi u posudi za led.Treba nam vrlo malo truda da uklonimo led s naše mreže jer pukotine u svakoj od ovih rupa imaju tendenciju da vijugaju duž površine ovih pletenih žica.”
Istraživači su testirali površinu sa šablonom u aerotunelu i otkrili da je tretman bio 95% bolji u otpornosti na zaleđivanje od neumotanih poliranih listova od nehrđajućeg čelika.Budući da nije potreban hemijski tretman, nova metoda nudi potencijalno rješenje bez održavanja za problem stvaranja leda na vjetroturbinama, tornjevima, dalekovodima i dronovima.
"S obzirom na broj propisa o putničkoj avijaciji i povezane rizike, malo je vjerovatno da će krila aviona jednostavno biti umotana u metalnu mrežu", dodao je Kitzig.„Međutim, moguće je da jednog dana površina krila aviona može imati teksturu koju proučavamo, a budući da tradicionalne metode odleđivanja rade zajedno na površini krila, odleđivanje će se dogoditi spajanjem pingvinovih krila.inspirisan teksturom površine.”
„Pouzdane površine protiv zaleđivanja zasnovane na dvostrukoj funkcionalnosti – mikrostrukturom izazvano ljuštenje leda sa vodoodbojnim slojem poboljšanim nanostrukturom“, Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debre, Philippe Servio i Anne-Marie Kitzig u ACS Appl.alma mater.interface
Univerzitet McGill, osnovan 1821. godine u Montrealu, Quebec, je univerzitet broj jedan u Kanadi.Univerzitet McGill je konstantno rangiran među najboljim univerzitetima kako na nacionalnom, tako i na međunarodnom nivou.To je svjetski poznata institucija visokog obrazovanja sa istraživačkim aktivnostima u tri kampusa, 11fakulteti, 13 stručnih fakulteta, 300 studijskih programa i preko 40.000 studenata, uključujući preko 10.200 diplomiranih studenata.McGill privlači studente iz preko 150 zemalja, a njegovih 12.800 međunarodnih studenata čini 31% studentskog tijela.Više od polovine učenika McGill-a kaže da im maternji jezik nije engleski, a oko 19% njih govori francuski kao maternji jezik.