Under den store isstorm i 1998 frøs is på elledninger og pæle, og lammede det nordlige USA og det sydlige Canada og efterlod mange i kulde og mørke i dage og endda uger.Uanset om det er vindmøller, krafttårne, droner eller flyvinger, er kampen mod isopbygning ofte afhængig af metoder, der er tidskrævende, dyre og/eller bruger store mængder energi og forskellige kemikalier.Men ser man på naturen, mener McGills forskere, at de har fundet en lovende ny måde at løse problemet på.De var inspireret af gentoo-pingvinernes vinger, pingvinerne, der svømmer i det iskolde vand i den antarktiske region, hvis pels ikke fryser, selv når den ydre overfladetemperatur er et godt stykke under frysepunktet.
Vi undersøgte først egenskaberne af lotusblade, som er fremragende til at suge vand, men det viste sig, at de er mindre effektive til at suge vand.sagde Ann Kitzig, assisterende professor i kemiteknik ved McGill University og direktør for Biomimetic Surface Engineering Lab, som har ledt efter en løsning i næsten et årti, et materiale, der kan fjerne vand og is.“
Det venstre billede viser den mikroskopiske struktur af en pingvinfjer (et 10-mikron nærbillede af indsatsen svarer til 1/10 af bredden af ​​et menneskehår for at give en idé om skalaen).fra forgrenede fjer."Kroge" bruges til at forbinde individuelle fjerhår sammen for at danne tæpper.Til højre er en rustfri ståltrådklædeat forskerne har pyntet med nanoriller, der replikerer hierarkiet af pingvinfjerstrukturen (metaltråd med nanoriller i toppen).
"Vi fandt ud af, at det lagdelte arrangement af fjerene i sig selv giver dræningsegenskaber, og deres takkede overflader reducerer isstikning," forklarer Michael Wood, en ny kandidatstuderende, der arbejder med Kitziger, som er en af ​​medforfatterne til undersøgelsen.Forfatterne har publiceret en ny artikel i ACS Applied Material Interfaces."Vi var i stand til at replikere disse kombinerede effekter med laserskåret trådnet."
Kitzig tilføjede: "Det kan virke kontraintuitivt, men nøglen til issmeltning er, at alle porerne på nettet absorberer vand under fryseforhold.Vandet i disse porer er det sidste, der fryser, og efterhånden som det udvider sig, skaber det revner, som det du ser i køleskabets isterningbakker.Vi har brug for meget lidt indsats for at fjerne isen fra gitteret, fordi revnerne i hvert hul let bugter sig langs overfladen af ​​disse flettede ledninger.
Forskerne udførte vindtunneltest på stencilerede overflader og fandt ud af, at behandlingen var 95 procent mere effektiv til at forhindre isdannelse end ubeklædte polerede paneler af rustfrit stål.Da der ikke kræves kemisk behandling, tilbyder den nye metode en potentielt vedligeholdelsesfri løsning på problemet med isdannelse på vindmøller, elmaster, elledninger og droner.
"I betragtning af antallet af passagerluftfartsregler og de dermed forbundne risici er det usandsynligt, at en flyvinge blot ville blive pakket ind i metalmesh", tilføjede Kitzig."Men en dag kan overfladen af ​​en flyvinge have den tekstur, som vi studerer, og afisning vil ske gennem en kombination af traditionelle afisningsmetoder, der arbejder sammen på vingen.Overfladen indeholder teksturer inspireret af pingvinvinger..overfladetekstur."
"Plidelige anti-isningsoverflader baseret på dobbelt funktionalitet - isflager forårsaget af mikrostruktur og dræning forstærket af nanostruktur", af Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debret, Philippe Servio og Anne-Marie Kitzig, offentliggjort i ACS Appl.mat.interface
McGill University blev grundlagt i Montreal, Quebec i 1821, og er Canadas medicinske universitet nummer et.McGill er konsekvent rangeret blandt de bedste universiteter i landet og verden.Det er en "verdenskendt" institution for videregående uddannelse med forskningsaktiviteter på tværs af tre campusser, 11 afdelinger, 13 professionelle skoler, 300 studieprogrammer og over 40.000 studerende, herunder over 10.200 kandidatstuderende.McGill tiltrækker studerende fra over 150 lande, og dets 12.800 internationale studerende udgør 31 % af dets studerende.Mere end halvdelen af ​​McGill-eleverne har et andet modersmål end engelsk som modersmål, og cirka 19 procent af disse elever anser fransk for at være deres modersmål.