Yn ystod Storm Iâ Fawr 1998, daeth cronni iâ ar linellau pŵer a pholion â gogledd yr Unol Daleithiau a de Canada i stop, gan adael llawer o bobl yn oer a thywyll am ddyddiau neu hyd yn oed wythnosau.Boed yn dyrbinau gwynt, tyrau trydan, dronau neu adenydd awyrennau, mae dadrewi yn aml yn dibynnu ar ddulliau sy’n cymryd llawer o amser, yn ddrud a/neu’n defnyddio llawer o ynni ac amrywiaeth o gemegau.Ond o edrych ar natur, mae ymchwilwyr McGill yn meddwl eu bod wedi dod o hyd i ffordd newydd addawol i ddatrys y broblem.Cawsant eu hysbrydoli gan adenydd pengwiniaid gento yn nofio yn nyfroedd rhewllyd Antarctica, ac nid yw eu ffwr yn rhewi hyd yn oed pan fydd tymheredd yr arwyneb allanol ymhell o dan y rhewbwynt.
Fe wnaethon ni ymchwilio i briodweddau dail lotws yn gyntaf, sy'n dda iawn am dynnu dŵr, ond daeth i'r amlwg eu bod yn llai effeithiol wrth gael gwared ar iâ, ”meddai Ann Kitzig, sydd wedi bod yn chwilio am atebion ers bron i ddegawd ac sy'n athro cynorthwyol. .Doethur mewn Peirianneg Gemegol ym Mhrifysgol McGill, Cyfarwyddwr y Labordy ar gyfer Peirianneg Arwyneb Biomimetig: “Dim ond i ni ddechrau ymchwilio i briodweddau plu pengwin y daethom o hyd i ddeunydd naturiol sy'n gollwng dŵr a rhew ar yr un pryd.”
Mae'rdelweddar y chwith yn dangos microstrwythur pluen pengwin (mae gosodiad agos o fewnosodiad 10 micron yn cyfateb i 1/10 o led gwallt dynol i roi ymdeimlad o raddfa).Yr adfachau a'r brigau hyn yw coesynnau canolog y plu canghennog..Defnyddir “bachau” i uno blew plu unigol i ffurfio clustog.Ar y dde mae lliain gwifren ddur di-staen y mae'r ymchwilwyr wedi'i addurno â nanogrooves, gan atgynhyrchu'r hierarchaeth o strwythurau plu pengwin (gwifren gyda nanogrŵiau ar ei ben).
“Fe wnaethon ni ddarganfod bod trefniant hierarchaidd y plu eu hunain yn darparu priodweddau rhyddhau dŵr, ac mae eu harwyneb danheddog yn lleihau adlyniad iâ,” esboniodd Michael Wood, myfyriwr graddedig diweddar sy’n gweithio gyda Kitzig ac un o gyd-awduron yr astudiaeth.Erthygl newydd yn ACS Applied Material Interfaces.“Roeddem yn gallu ailadrodd yr effeithiau cyfun hyn â rhwyll wifrog wedi'i gwehyddu wedi'i dorri â laser.”
Ychwanegodd Kitzig: “Efallai ei fod yn ymddangos yn wrthreddfol, ond yr allwedd i wahanu’r iâ yw’r holl fandyllau yn y rhwyll sy’n amsugno dŵr o dan amodau rhewllyd.Mae'r dŵr yn y mandyllau hynny yn rhewi yn y pen draw, ac wrth iddo ehangu, mae'n creu craciau, yn union fel y byddech chi mewn oergell.Mae'r un peth ag a welir yn yr hambwrdd ciwb iâ.Ychydig iawn o ymdrech sydd ei angen arnom i dynnu’r iâ o’n rhwyll oherwydd mae’r craciau ym mhob un o’r tyllau hyn yn tueddu i droelli ar hyd wyneb y gwifrau plethedig hyn.”
Profodd yr ymchwilwyr yr arwyneb stensil mewn twnnel gwynt a chanfod bod y driniaeth 95% yn well am wrthsefyll eisin na dalennau dur di-staen caboledig heb eu lapio.Gan nad oes angen triniaeth gemegol, mae'r dull newydd yn cynnig ateb a allai fod yn rhydd o waith cynnal a chadw i'r broblem o ffurfio rhew ar dyrbinau gwynt, tyrau, llinellau pŵer a dronau.
“O ystyried nifer y rheoliadau hedfan teithwyr a’r risgiau cysylltiedig, mae’n annhebygol y bydd adenydd awyrennau yn cael eu lapio mewn rhwyll fetel,” ychwanegodd Kitzig.“Fodd bynnag, mae’n bosibl, un diwrnod, y bydd gan wyneb adain awyren y gwead yr ydym yn ei astudio, a chan fod dulliau dadrewi traddodiadol yn cydweithio ar wyneb yr adain, bydd dadrewi yn digwydd trwy asio adenydd y pengwin.wedi’i ysbrydoli gan wead yr arwyneb.”
“Arwynebau gwrth-rew dibynadwy yn seiliedig ar ymarferoldeb deuol – fflawio iâ a achosir gan ficrostrwythur gyda throshaen ymlid dŵr wedi’i wella nanostrwythur”, Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debre, Philippe Servio ac Anne-Marie Kitzig yn ACS Appl.alma mater.interface
Prifysgol McGill, a sefydlwyd ym 1821 ym Montreal, Quebec, yw'r brif brifysgol yng Nghanada.Mae Prifysgol McGill yn gyson ymhlith y prifysgolion gorau yn genedlaethol ac yn rhyngwladol.Mae'n sefydliad addysg uwch byd-enwog gyda gweithgareddau ymchwil yn rhychwantu tri champws, 11colegau, 13 coleg proffesiynol, 300 o raglenni astudio a dros 40,000 o fyfyrwyr, gan gynnwys dros 10,200 o fyfyrwyr graddedig.Mae McGill yn denu myfyrwyr o dros 150 o wledydd, ac mae ei 12,800 o fyfyrwyr rhyngwladol yn cyfrif am 31% o'r corff myfyrwyr.Mae mwy na hanner myfyrwyr McGill yn dweud nad Saesneg yw eu hiaith gyntaf, ac mae tua 19% ohonyn nhw'n siarad Ffrangeg fel eu hiaith gyntaf.