Vereisungen auf Stromleitungen können verheerende Folgen haben und Menschen wochenlang ohne Wärme und Strom zurücklassen.Auf Flughäfen kann es zu endlosen Verzögerungen bei Flugzeugen kommen, die darauf warten, mit giftigen chemischen Lösungsmitteln vom Eis befreit zu werden.
Jetzt haben kanadische Forscher jedoch eine Lösung für die Wintervereisung gefunden, die aus einer unwahrscheinlichen Quelle stammt: Eselspinguine.
In einer diese Woche veröffentlichten Studie haben Wissenschaftler der McGill University in Montreal eine enthülltDrahtNetzstruktur, die sich um Stromleitungen, die Seiten von Booten und sogar Flugzeugen wickeln kann und den Einsatz von Chemikalien ohne den Einsatz von Chemikalien verhindert.Oberfläche.
Wissenschaftler haben sich von den Flügeln von Eselspinguinen inspirieren lassen, die in den eisigen Gewässern nahe der Antarktis schwimmen und selbst bei Temperaturen deutlich unter dem Gefrierpunkt eisfrei bleiben.
„Tiere haben … eine sehr Zen-Art, mit der Natur zu kommunizieren“, sagte Ann Kitzig, leitende Forscherin der Studie, in einem Interview.„Es könnte etwas sein, das man beobachten und nachmachen kann.“
Eisstürme verursachen mehr Schaden, da der Klimawandel Winterstürme schlimmer macht.Letztes Jahr störten Schnee und Eis in Texas das tägliche Leben und legten das Stromnetz lahm, wodurch Millionen Menschen tagelang ohne Heizung, Nahrung und Wasser blieben und Hunderte starben.
Wissenschaftler, Stadtbeamte und Branchenführer kämpfen seit langem darum, zu verhindern, dass Eisstürme den Winterbetrieb stören.Sie versorgen Stromleitungen, Windkraftanlagen und Flugzeugtragflächen mit Enteisungsmitteln oder setzen chemische Lösungsmittel ein, um diese schnell zu entfernen.
Anti-Icing-Experten sagen jedoch, dass die Korrekturen zu wünschen übrig lassen.Die Haltbarkeit von Verpackungsmaterialien ist kurz.Der Einsatz von Chemikalien ist zeitaufwendig und umweltschädlich.
Kitzig, dessen Forschung sich auf die Nutzung der Natur zur Lösung komplexer menschlicher Probleme konzentriert, hat jahrelang versucht, den besten Weg zu finden, mit Eis umzugehen.Zuerst dachte sie, dass das Lotusblatt ein Kandidat sein könnte, weil es auf natürliche Weise fließt und reinigt.Aber Wissenschaftler erkannten, dass es bei starkem Regen nicht funktionieren würde, sagte sie.
Danach gingen Kitzig und ihr Team in den Montreal Zoo, die Heimat der Eselspinguine.Sie waren von den Pinguinfedern fasziniert und schlossen sich zusammen, um sich eingehender mit dem Design zu befassen.
Sie fanden heraus, dass Federn das Eis auf natürliche Weise zurückhalten.Michael Wood, ein Forscher des Projekts mit Kitzig, sagte, die Federn seien in einer hierarchischen Reihenfolge angeordnet, die ihnen ein natürliches Fließen ermögliche, und ihre natürliche stachelige Oberfläche verringere das Anhaften von Eis.
Die Forscher reproduzierten das Design mithilfe von Lasertechnologie, um ein Gewebe herzustellenDrahtGittergewebe.Anschließend testeten sie die Haftung des Netzes auf Eis in einem Windkanal und stellten fest, dass es 95 Prozent widerstandsfähiger gegen Vereisung war als eine Standardoberfläche aus Edelstahl.Sie fügen hinzu, dass auch keine chemischen Lösungsmittel benötigt werden.
DerGittergewebekönnten auch an Flugzeugflügeln angebracht werden, sagte Kitzig, aber die Anforderungen der bundesstaatlichen Flugsicherheitsvorschriften würden es schwierig machen, solche Designänderungen kurzfristig umzusetzen.
Kevin Golovin, Assistenzprofessor für Maschinenbau an der University of Toronto, sagte, das Faszinierendste an dieser Vereisungsschutzlösung sei, dass es das Drahtgeflecht sei, das sie langlebig mache.
Andere Lösungen wie Anti-Eis-Gummi oder von Lotusblättern inspirierte Oberflächen sind nicht widerstandsfähig.
„Sie funktionieren im Labor sehr gut“, sagte Golovin, der nicht an der Studie beteiligt war.„Sie lassen sich dort nicht gut übersetzen.“