Eisbildung auf Stromleitungen kann verheerende Folgen haben und Menschen wochenlang ohne Wärme und Strom zurücklassen.Auf Flughäfen kann es bei Flugzeugen zu endlosen Verspätungen kommen, während sie darauf warten, mit giftigen chemischen Lösungsmitteln vereist zu werden.
Jetzt haben kanadische Forscher jedoch eine Lösung für das Problem der Wintervereisung gefunden, die aus einer unwahrscheinlichen Quelle stammt: Eselspinguine.
In einer diese Woche veröffentlichten Studie haben Wissenschaftler der McGill University in Montreal einen Draht enthülltGittergewebeStruktur, die sich um Stromleitungen, die Seite eines Bootes oder sogar eines Flugzeugs wickeln kann und Eis ohne den Einsatz von Chemikalien fernhält.
Wissenschaftler haben sich von den Flügeln von Eselspinguinen inspirieren lassen, die in den eisigen Gewässern nahe der Antarktis schwimmen und es schaffen, selbst bei Außentemperaturen deutlich unter dem Gefrierpunkt eisfrei zu bleiben.
„Tiere haben … einen sehr Zen-Lebensstil mit der Natur“, sagte Ann Kitzig, die leitende Forscherin der Studie, in einem Interview.„Es könnte etwas sein, das man beobachten und nachmachen kann.“
Da der Klimawandel Winterstürme intensiver macht, fordern Eisstürme ihren Tribut.Letztes Jahr störten Schnee und Eis in Texas das tägliche Leben und lahmlegten das Stromnetz, wodurch Millionen Menschen tagelang ohne Heizung, Nahrung und Wasser blieben und Hunderte von Menschen starben.
Wissenschaftler, Stadtbeamte und Branchenführer kämpfen seit langem dafür, dass Eisstürme den Winterdienst nicht beeinträchtigen.Sie statten Stromleitungen, Windkraftanlagen und Flugzeugtragflächen mit Enteisungsfolien aus oder setzen auf chemische Lösungsmittel, um Eis schnell zu entfernen.
Aber Enteisungsexperten sagen, dass diese Lösungen viel 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 wäre, weil es auf natürliche Weise Wasser abgibt und sich selbst reinigt.Aber Wissenschaftler erkannten, dass es bei starkem Regen nicht funktionieren würde, sagte sie.
Danach gingen Kitzig und ihr Team in den Zoo in Montreal, wo Eselspinguine leben.Sie waren von den Pinguinfedern fasziniert und arbeiteten gemeinsam an dem Design.
Sie fanden heraus, dass Federn das Eis auf natürliche Weise zurückhalten.Laut Michael Wood, einem Forscher, der an dem Projekt mit Kitzig zusammengearbeitet hat, sind die Federn in einer hierarchischen Reihenfolge angeordnet, die es ihnen ermöglicht, auf natürliche Weise Wasser abzuleiten, und ihre natürliche stachelige Oberfläche verringert das Anhaften von Eis.
Die Forscher replizierten dieses Design mithilfe von Lasertechnologie, um einen gewebten Draht herzustellenGittergewebe.Anschließend testeten sie die Haftung des Netzes auf Eis in einem Windkanal und stellten fest, dass es der Vereisung um 95 Prozent wirksamer widersteht als eine Standardoberfläche aus rostfreiem Stahl.Auch chemische Lösungsmittel seien nicht erforderlich, fügten sie hinzu.
Das Netz könne auch an Flugzeugflügeln angebracht werden, sagte Kitzig, aber die strengen Beschränkungen der Bundesflugsicherheitsvorschriften würden es kurzfristig schwierig machen, solche Designänderungen umzusetzen.
Kevin Golovin, Assistenzprofessor für Maschinenbau an der University of Toronto, sagte, der attraktivste Aspekt dieser Enteisungslösung sei, dass es sich um Drahtgeflecht handele, was sie langlebig mache.
Andere Lösungen wie eisbeständiger Gummi oder von Lotusblättern inspirierte Oberflächen sind nicht nachhaltig.
„Sie funktionieren im Labor gut“, sagte Golovin, der nicht an der Studie beteiligt war, „und draußen übertragen sie schlecht.“
EdelstahldrahtGittergewebeist eine Art Drahtgeflecht aus hochwertigem EdelstahlStahlDraht.Es ist für seine Haltbarkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt.Diese Art von Drahtgeflecht wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Filtration, Trennung, Schutz und Verstärkung in verschiedenen Branchen wie der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der chemischen Verarbeitung, dem Bergbau und der Architektur.Es ist in verschiedenen Qualitäten und Größen erhältlich, um den spezifischen Anforderungen gerecht zu werden.Auch die in Edelstahldrahtgeflechten verwendeten Webmuster sind vielfältig und können von einfachen bis hin zu komplexen Webmustern reichen.Zu den gebräuchlichsten gehören Leinwandbindung, Köperbindung, Tressenbindung und Köperbindung.