Durant la Gran Tempesta de Gel de 1998, el gel es va congelar a les línies elèctriques i els pals, paralitzant el nord dels Estats Units i el sud del Canadà, deixant molts en fred i foscor durant dies i fins i tot setmanes.Ja siguin turbines eòliques, torres elèctriques, drons o ales d'avions, la lluita contra l'acumulació de gel sovint es basa en mètodes que requereixen temps, costen i/o utilitzen grans quantitats d'energia i diversos productes químics.Però mirant la natura, els investigadors de McGill creuen que han trobat una nova manera prometedora de resoldre el problema.Es van inspirar en les ales dels pingüins gentoo, els pingüins que neden a les aigües gelades de la regió antàrtica, el pelatge dels quals no es congela fins i tot quan la temperatura de la superfície exterior està molt per sota del punt de congelació.
Primer vam investigar les propietats de les fulles de lotus, que són excel·lents per absorbir l'aigua, però va resultar que són menys efectives per absorbir l'aigua.va dir Ann Kitzig, professora assistent d'enginyeria química a la Universitat McGill i directora del Laboratori d'Enginyeria de Superfícies Biomimètica, que ha estat buscant una solució durant gairebé una dècada, un material que pugui eliminar l'aigua i el gel.“
La imatge de l'esquerra mostra l'estructura microscòpica d'una ploma de pingüí (un primer pla de 10 micres de la inserció equival a 1/10 de l'amplada d'un cabell humà, per donar una idea de l'escala).de plomes ramificades.Els "ganxos" s'utilitzen per unir els cabells de plomes individuals per formar catifes.A la dreta hi ha un cable d'acer inoxidabletelaque els investigadors han embellit amb nanosolcs, replicant la jerarquia de l'estructura de plomes de pingüí (filferro metàl·lic amb nanosolcs a la part superior).
"Hem trobat que la disposició en capes de les plomes en si proporciona propietats de drenatge i les seves superfícies serrades redueixen l'adhesió del gel", explica Michael Wood, un estudiant de postgrau recent que treballa amb Kitziger, que és un dels coautors de l'estudi.Els autors han publicat un nou article a ACS Applied Material Interfaces."Hem pogut replicar aquests efectes combinats amb una malla de filferro tallada amb làser".
Kitzig va afegir: "Pot semblar contrari a la intuïció, però la clau per a la fusió del gel és que tots els porus de la malla absorbeixen aigua en condicions de congelació.L'aigua d'aquests porus és l'última a congelar-se i, a mesura que s'expandeix, crea esquerdes com les que es veuen a les safates de glaçons de la nevera.Necessitem molt poc esforç per treure el gel de la reixeta, perquè les esquerdes de cada forat serpentegen fàcilment per la superfície d'aquests cables trenats.
Els investigadors van realitzar proves en el túnel de vent en superfícies amb plantilla i van trobar que el tractament era un 95 per cent més eficaç per prevenir la formació de gel que els panells d'acer inoxidable polit sense revestir.Com que no cal cap tractament químic, el nou mètode ofereix una solució potencialment lliure de manteniment al problema de la formació de gel en aerogeneradors, pals elèctrics, línies elèctriques i drons.
"Tenint en compte el nombre de regulacions d'aviació de passatgers i els riscos associats, és poc probable que l'ala d'un avió simplement s'embolica en metall.malla", va afegir Kitzig."No obstant això, un dia la superfície de l'ala d'un avió pot tenir la textura que estem estudiant, i el desglaç es produirà mitjançant una combinació de mètodes tradicionals de descongelació que treballen junts a l'ala.La superfície inclou textures inspirades en ales de pingüins..textura superficial.”
"Superfícies antigel fiables basades en la doble funcionalitat: descamació de gel causada per la microestructura i el drenatge millorat per la nanoestructura", de Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debret, Philippe Servio i Anne-Marie Kitzig, publicat a ACS Appl.interfície.mat
Fundada a Mont-real, Quebec el 1821, la Universitat McGill és la universitat mèdica número u del Canadà.McGill es troba constantment entre les millors universitats del país i del món.És una institució d'educació superior "coneguda mundialment" amb activitats de recerca en tres campus, 11 departaments, 13 escoles professionals, 300 programes d'estudi i més de 40.000 estudiants, inclosos més de 10.200 estudiants de postgrau.McGill atrau estudiants de més de 150 països i els seus 12.800 estudiants internacionals representen el 31% del seu cos d'estudiants.Més de la meitat dels estudiants de McGill són parlants nadius d'una llengua materna diferent de l'anglès, i aproximadament el 19 per cent d'aquests estudiants considera que el francès és la seva primera llengua.