Inspireret af pingvinvingefjer har forskere udviklet en kemikaliefri løsning på problemet med isdannelse på elledninger, vindmøller og endda flyvinger.
Isophobning kan forårsage massive skader på infrastrukturen og i nogle tilfælde forårsage strømafbrydelser.
Uanset om det er vindmøller, elektriske tårne, droner eller flyvinger, afhænger løsninger på problemer ofte af arbejdskrævende, dyre og energikrævende teknologier samt forskellige kemikalier.
Et hold forskere fra Canadas McGill University mener, at de har fundet en lovende ny måde at løse problemet på efter at have studeret vingerne på gentoo-pingviner, som svømmer i Antarktis kolde vand, og hvis pels ikke fryser selv ved overfladetemperaturer.et godt stykke under frysepunktet.
"Vi undersøgte først egenskaberne af lotusblade, som er meget gode til at dehydrere, men viste sig at være mindre effektive til at dehydrere," sagde lektor Ann Kitzig, som har ledt efter en løsning i næsten et årti.
"Det var først, da vi begyndte at studere massen af ​​pingvinfjer, at vi opdagede et naturligt materiale, der kunne fjerne både vand og is."
Den mikroskopiske struktur af en pingvins fjer (billedet ovenfor) består af modhager og kviste, der forgrener sig fra et centralt fjerskaft med "kroge", der forbinder individuelle fjerhår sammen for at danne et tæppe.
Højre side af billedet viser et stykke rustfrit ståltrådstof, som forskerne har pyntet med nanoriller, der efterligner det strukturelle hierarki af pingvinfjer.
"Vi fandt ud af, at det lagdelte arrangement af fjerene selv giver vandgennemtrængelighed, og deres takkede overflader reducerer isadhæsion," sagde Michael Wood, en af ​​medforfatterne til undersøgelsen."Vi var i stand til at replikere disse kombinerede effekter med laserbehandling af vævet trådnet."
Kitzig forklarer: "Det kan virke kontraintuitivt, men nøglen til anti-isning er alle porerne imeshder absorberer vand under frostforhold.Vandet i disse porer fryser til sidst, og efterhånden som det udvider sig, skaber det revner, ligesom dig.Vi ser det i isterningbakker i køleskabe.Vi har brug for meget lidt indsats for at afise vores mesh, fordi revnerne i hvert hul slynger sig let hen over 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 ubehandlede polerede rustfri stålpaneler.Fordi der ikke kræves kemisk behandling, tilbyder den nye metode en potentielt vedligeholdelsesfri løsning på problemet med isopbygning på vindmøller, elmaster og elledninger og droner.
Kitzig tilføjede: "I betragtning af omfanget af passagerluftfartsregulering og de involverede risici er det usandsynligt, at en flyvinge blot ville blive pakket ind i metalmesh."
"Men en dag kan overfladen af ​​en flyvinge indeholde den tekstur, som vi studerer, og afisning vil ske gennem en kombination af traditionelle afisningsmetoder på vingeoverfladen, der arbejder sammen med overfladeteksturer inspireret af pingvinvinger."
© 2023 Institut for Teknik og Teknologi.College of Engineering and Technology er registreret som en velgørende organisation i England og Wales (nummer 211014) og Skotland (nummer SC038698).