Výzkumníci, inspirovaní perem tučňákových křídel, vyvinuli bezchemické řešení problému námrazy na elektrických vedeních, větrných turbínách a dokonce i na křídlech letadel.
Hromadění ledu může způsobit masivní poškození infrastruktury a v některých případech způsobit výpadky proudu.
Ať už jde o větrné turbíny, elektrické věže, drony nebo křídla letadel, řešení problémů často závisí na pracných, nákladných a energeticky náročných technologiích a také na různých chemikáliích.
Tým vědců z kanadské McGill University věří, že po studiu křídel tučňáků gentoo, kteří plavou v chladných vodách Antarktidy a jejichž srst nemrzne ani při povrchových teplotách, našli nový slibný způsob, jak problém vyřešit.hluboko pod bodem mrazu.
"Nejprve jsme zkoumali vlastnosti lotosových listů, které jsou velmi dobré při dehydrataci, ale zjistili jsme, že jsou méně účinné při dehydrataci," řekla docentka Ann Kitzigová, která hledala řešení téměř deset let.
"Až když jsme začali studovat množství peří tučňáků, objevili jsme přírodní materiál, který dokáže odstranit vodu i led."
Mikroskopická struktura peří tučňáka (na obrázku nahoře) se skládá z ostnů a větviček, které se rozvětvují z centrálního dříku peří s „háčky“, které spojují jednotlivé chlupy peří dohromady a tvoří kobereček.
Pravá strana obrázku ukazuje kusnerezovétkanina z ocelového drátu, kterou vědci vyšperkovali nanodrážkami, které napodobují strukturní hierarchii peří tučňáků.
„Zjistili jsme, že vrstvené uspořádání samotných peří zajišťuje propustnost vody a jejich vroubkované povrchy snižují přilnavost ledu,“ řekl Michael Wood, jeden ze spoluautorů studie."Byli jsme schopni replikovat tyto kombinované efekty pomocí laserového zpracování tkaného drátěného pletiva."
Kitzig vysvětluje: „Může se to zdát neintuitivní, ale klíčem k ochraně proti námraze jsou všechny póry v síťce, které za mrazu absorbují vodu.Voda v těchto pórech nakonec zamrzne, a jak se roztahuje, vytváří praskliny, stejně jako vy.Vidíme to ve formách na led v ledničkách.K odmrazování naší sítě potřebujeme velmi málo úsilí, protože praskliny v každém otvoru se snadno klikatí po povrchu těchto pletených drátů."
Výzkumníci provedli testy v aerodynamickém tunelu na površích se šablonou a zjistili, že ošetření bylo o 95 procent účinnější v prevenci námrazy než neošetřené leštěné.nerezovéocelové panely.Protože není potřeba žádné chemické ošetření, nová metoda nabízí potenciálně bezúdržbové řešení problému hromadění ledu na větrných turbínách, sloupech elektrického vedení a elektrických vedeních a dronech.
Kitzig dodal: "Vzhledem k rozsahu regulace osobního letectví a souvisejícím rizikům je nepravděpodobné, že by křídlo letadla bylo jednoduše zabaleno do kovové sítě."
"Někdy však povrch křídla letadla může obsahovat texturu, kterou studujeme, a k odmrazování dojde kombinací tradičních metod odmrazování na povrchu křídla, které fungují v tandemu s povrchovými texturami inspirovanými křídly tučňáků."
© 2023 Institute of Engineering and Technology.College of Engineering and Technology je registrována jako charitativní organizace v Anglii a Walesu (číslo 211014) a Skotsku (číslo SC038698).