Inspirats en les plomes de les ales de pingüins, els investigadors han desenvolupat una solució lliure de productes químics al problema de la formació de gel a les línies elèctriques, les turbines eòliques i fins i tot les ales d'avions.
L'acumulació de gel pot causar danys massius a la infraestructura i, en alguns casos, provocar talls de llum.
Ja siguin turbines eòliques, torres elèctriques, drons o ales d'avions, les solucions als problemes sovint depenen de tecnologies intensives en mà d'obra, costoses i d'energia, així com de diversos productes químics.
Un equip d'investigadors de la Universitat McGill del Canadà creu que ha trobat una nova manera prometedora de resoldre el problema després d'estudiar les ales dels pingüins gentoo, que neden a les aigües fredes de l'Antàrtida i el pelatge dels quals no es congela fins i tot a temperatures superficials.molt per sota del punt de congelació.
"Primer vam investigar les propietats de les fulles de lotus, que són molt bones per deshidratar-se, però que són menys efectives per deshidratar", va dir la professora associada Ann Kitzig, que ha estat buscant una solució durant gairebé una dècada.
"No va ser fins que vam començar a estudiar la massa de plomes de pingüins que vam descobrir un material natural que podia eliminar tant l'aigua com el gel".
L'estructura microscòpica de la ploma d'un pingüí (a la foto de dalt) consta de barbes i branquetes que es ramifiquen d'un eix de plomes central amb "ganxos" que connecten els cabells de plomes individuals per formar una catifa.
El costat dret de la imatge mostra una peça d'acer inoxidablefilferrotela que els investigadors han embellit amb nanosolcs que imiten la jerarquia estructural de les plomes dels pingüins.
"Hem trobat que la disposició en capes de les plomes en si proporciona permeabilitat a l'aigua i les seves superfícies serrades redueixen l'adhesió del gel", va dir Michael Wood, un dels coautors de l'estudi."Hem pogut replicar aquests efectes combinats amb el processament làser de malla de filferro teixida".
Kitzig explica: "Pot semblar contrari a la intuïció, però la clau de l'antigel són tots els porus delmallaque absorbeixen aigua en condicions de congelació.L'aigua d'aquests porus finalment es congela i, a mesura que s'expandeix, crea esquerdes, igual que tu.Ho veiem en safates de glaçons a la nevera.Necessitem molt poc esforç per descongelar la nostra malla 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 tractar.Com que no es requereix cap tractament químic, el nou mètode ofereix una solució potencialment lliure de manteniment al problema de l'acumulació de gel en aerogeneradors, pals i línies elèctriques i drons.
Kitzig va afegir: "Tenint en compte l'abast de la regulació de l'aviació de passatgers i els riscos que comporta, és poc probable que l'ala d'un avió simplement s'embolica en metall.malla.”
"No obstant això, algun dia la superfície de l'ala d'un avió pot contenir la textura que estem estudiant, i el desglaç es produirà mitjançant una combinació de mètodes tradicionals de desglaç a la superfície de l'ala, treballant en conjunt amb textures superficials inspirades en ales de pingüins".
© 2023 Institut d'Enginyeria i Tecnologia.El College of Engineering and Technology està registrat com a entitat benèfica a Anglaterra i Gal·les (número 211014) i Escòcia (número SC038698).