Během Velké ledové bouře v roce 1998 se nahromadění ledu na elektrických vedeních a sloupech zastavilo na severu Spojených států a na jihu Kanady, takže mnoho lidí zůstalo chladné a tmavé po celé dny nebo dokonce týdny.Ať už jde o větrné turbíny, elektrické věže, drony nebo křídla letadel, odmrazování často spoléhá na metody, které jsou časově náročné, drahé a/nebo využívají hodně energie a různé chemikálie.Ale při pohledu na přírodu si výzkumníci McGill's myslí, že našli slibný nový způsob, jak problém vyřešit.Inspirovali se křídly gentoo tučňáků plavoucích v ledových vodách Antarktidy a jejich srst nepromrzá, ani když je venkovní povrchová teplota hluboko pod bodem mrazu.
Nejprve jsme zkoumali vlastnosti lotosových listů, které jsou velmi dobré při odstraňování vody, ale ukázalo se, že jsou méně účinné při odstraňování ledu,“ řekla Ann Kitzig, která hledá řešení už téměř deset let a je odbornou asistentkou. .Doktor chemického inženýrství na McGillově univerzitě, ředitel Laboratoře pro biomimetické povrchové inženýrství: „Až když jsme začali zkoumat vlastnosti peří tučňáků, objevili jsme přirozeně se vyskytující materiál, který současně vrhá vodu a led.“
Theobrazvlevo ukazuje mikrostrukturu peří tučňáka (blízký záběr 10mikronové vložky odpovídá 1/10 šířky lidského vlasu, aby se získal pocit měřítka).Tyto ostny a větvičky jsou centrálními stonky rozvětveného peří..„Háčky“ se používají ke spojení jednotlivých chlupů peří dohromady, aby vytvořily polštář.Vpravo je drátěná tkanina z nerezové oceli, kterou vědci ozdobili nanodrážkami, reprodukujícími hierarchii struktur tučňákových peří (drát s nanodrážkami nahoře).
"Zjistili jsme, že hierarchické uspořádání peří samo o sobě poskytuje vlastnosti uvolňující vodu a jejich vroubkovaný povrch snižuje přilnavost ledu," vysvětluje Michael Wood, nedávný postgraduální student spolupracující s Kitzigem a jedním ze spoluautorů studie.Nový článek v ACS Applied Material Interfaces."Byli jsme schopni replikovat tyto kombinované efekty pomocí laserem řezané tkané drátěné sítě."
Kitzig dodal: „Může se to zdát neintuitivní, ale klíčem k oddělení ledu jsou všechny póry v síti, které absorbují vodu za mrazu.Voda v těchto pórech nakonec zamrzne, a jak se roztahuje, vytváří praskliny, stejně jako byste byli v lednici.Je to stejné jako na tácku na led.K odstranění ledu z naší sítě potřebujeme velmi málo úsilí, protože praskliny v každé z těchto děr mají tendenci se klikatit podél povrchu těchto pletených drátů."
Vědci testovali šablonovaný povrch ve větrném tunelu a zjistili, že úprava odolává námraze o 95 % lépe než nezabalené leštěné plechy z nerezové oceli.Protože není potřeba žádné chemické ošetření, nabízí nová metoda potenciálně bezúdržbové řešení problému tvorby ledu na větrných turbínách, věžích, elektrických vedeních a dronech.
„Vzhledem k množství předpisů v oblasti osobního letectví a souvisejícím rizikům je nepravděpodobné, že křídla letadla budou jednoduše obalena kovovou sítí,“ dodal Kitzig.„Je však možné, že jednoho dne může mít povrch křídla letadla strukturu, kterou studujeme, a protože tradiční metody odmrazování spolupracují na povrchu křídla, k odmrazování dojde spojením křídel tučňáků.inspirováno texturou povrchu.“
„Spolehlivé povrchy proti námraze založené na dvojí funkčnosti – odlupování ledu vyvolané mikrostrukturou s nanostrukturou vylepšenou vodoodpudivou vrstvou“, Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debre, Philippe Servio a Anne-Marie Kitzig v ACS Appl.rozhraní alma mater
Univerzita McGill, založená v roce 1821 v Montrealu v Quebecu, je univerzitou číslo jedna v Kanadě.McGill University se trvale umisťuje mezi nejlepšími univerzitami na národní i mezinárodní úrovni.Je to světově uznávaná instituce vysokoškolského vzdělávání s výzkumnými aktivitami zahrnujícími tři kampusy, 11vysokých škol, 13 odborných vysokých škol, 300 studijních programů a přes 40 000 studentů, včetně více než 10 200 postgraduálních studentů.McGill přitahuje studenty z více než 150 zemí a jeho 12 800 zahraničních studentů tvoří 31 % studentského sboru.Více než polovina studentů McGill tvrdí, že jejich mateřským jazykem není angličtina, a asi 19 % z nich mluví jako svůj první jazyk francouzsky.