Under den store isstorm i 1998 bragte isopbygningen på elledninger og poler det nordlige USA og det sydlige Canada i stå, hvilket efterlod mange mennesker kolde og mørke i dage eller endda uger.Uanset om det er vindmøller, elektriske tårne, droner eller flyvinger, er afisning ofte afhængig af metoder, der er tidskrævende, dyre og/eller bruger meget energi og en række 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, der svømmede i Antarktis iskolde vand, og deres pels fryser ikke, selv når den udvendige overfladetemperatur er et godt stykke under frysepunktet.
Vi undersøgte først egenskaberne ved lotusblade, som er meget gode til at fjerne vand, men det viste sig, at de er mindre effektive til at fjerne is,” sagde Ann Kitzig, der har ledt efter løsninger i næsten et årti og er adjunkt. .Doctor of Chemical Engineering ved McGill University, direktør for Laboratory for Biomimetic Surface Engineering: “Det var først, da vi begyndte at undersøge egenskaberne af pingvinfjer, at vi opdagede et naturligt forekommende materiale, der samtidig kaster vand og is.”
Detbilledetil venstre viser mikrostrukturen af ​​en pingvinfjer (et nærbillede af en 10 mikron indsats svarer til 1/10 af bredden af ​​et menneskehår for at give en følelse af skala).Disse modhager og kviste er de centrale stængler af de forgrenede fjer.."Kroge" bruges til at forbinde individuelle fjerhår sammen for at danne en pude.Til højre er en ståltrådsdug, som forskerne dekorerede med nanoriller, og gengiver hierarkiet af pingvinfjerstrukturer (tråd med nanoriller på toppen).
"Vi fandt ud af, at det hierarkiske arrangement af selve fjerene giver vandafgivende egenskaber, og deres takkede overflade reducerer isadhæsion," forklarer Michael Wood, en nyligt kandidatstuderende, der arbejder med Kitzig og en af ​​medforfatterne til undersøgelsen.Ny artikel i ACS Applied Material Interfaces."Vi var i stand til at replikere disse kombinerede effekter med laserskåret vævet trådnet."
Kitzig tilføjede: "Det kan virke kontraintuitivt, men nøglen til at adskille isen er alle porerne i nettet, der absorberer vand under fryseforhold.Vandet i disse porer fryser til sidst, og når det udvider sig, skaber det revner, ligesom du ville være i køleskabet.Det er det samme som ses i isterningbakken.Vi har brug for meget lidt indsats for at fjerne isen fra vores net, fordi revnerne i hvert af disse huller har en tendens til at sno sig langs overfladen af ​​disse flettede ledninger."
Forskerne testede den stencilerede overflade i en vindtunnel og fandt ud af, at behandlingen var 95 % bedre til at modstå isdannelse end uindpakkede polerede plader af rustfrit stål.Da der ikke kræves kemisk behandling, tilbyder den nye metode en potentielt vedligeholdelsesfri løsning på problemet med isdannelse på vindmøller, tårne, elledninger og droner.
"I betragtning af antallet af passagerluftfartsregler og de dermed forbundne risici er det usandsynligt, at flyvinger blot vil blive pakket ind i metalnet," tilføjede Kitzig.»Det er dog muligt, at overfladen på en flyvinge en dag kan have den tekstur, som vi studerer, og da traditionelle afisningsmetoder arbejder sammen på vingeoverfladen, vil afisningen ske ved at sammensmelte pingvinvinger.inspireret af overfladens tekstur."
"Plidelige anti-isningsoverflader baseret på dobbelt funktionalitet - mikrostruktur-induceret isflager med nanostrukturforbedret vandafvisningsoverlejring", Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debre, Philippe Servio og Anne-Marie Kitzig i ACS Appl.alma mater.interface
McGill University, grundlagt i 1821 i Montreal, Quebec, er det største universitet i Canada.McGill University er konsekvent rangeret blandt de bedste universiteter både nationalt og internationalt.Det er en verdenskendt institution for videregående uddannelse med forskningsaktiviteter, der spænder over tre campusser, 11gymnasier, 13 professionshøjskoler, 300 uddannelser og over 40.000 studerende, heraf over 10.200 kandidatstuderende.McGill tiltrækker studerende fra over 150 lande, og dets 12.800 internationale studerende udgør 31 % af elevmassen.Mere end halvdelen af ​​McGill-studerende siger, at deres første sprog ikke er engelsk, og omkring 19 % af dem taler fransk som deres første sprog.