Pingviini tiibade sulgedest inspireerituna on teadlased välja töötanud kemikaalivaba lahenduse elektriliinide, tuuleturbiinide ja isegi lennukitiibade jäätumise probleemile.
Jää kogunemine võib infrastruktuurile tohutult kahjustada ja mõnel juhul põhjustada elektrikatkestusi.
Olgu selleks tuuleturbiinid, elektritornid, droonid või lennukitiivad – probleemide lahendused sõltuvad sageli töömahukatest, kulukatest ja energiamahukatest tehnoloogiatest, aga ka erinevatest kemikaalidest.
Kanada McGilli ülikooli teadlaste meeskond usub, et on leidnud paljutõotava uue viisi probleemi lahendamiseks pärast Antarktika jahedas vees ujuvate gentoo pingviinide tiibade uurimist, kelle karv ei külmu isegi pinnatemperatuuril.tunduvalt alla külmumispunkti.
"Esmalt uurisime lootoselehtede omadusi, mis on väga head dehüdratsiooniks, kuid leiti, et need on dehüdratsioonis vähem tõhusad," ütles dotsent Ann Kitzig, kes on lahendust otsinud peaaegu kümme aastat.
"Alles siis, kui hakkasime pingviinisulgede massi uurima, avastasime loodusliku materjali, mis suudab eemaldada nii vett kui ka jääd."
Pingviini sulgede mikroskoopiline struktuur (ülal pildil) koosneb okastest ja okstest, mis hargnevad kesksest sulevarrest “konksudega”, mis ühendavad üksikud sulgede karvad omavahel, moodustades vaiba.
Pildi paremal küljel on roostevaba terase tükktraatriie, mille teadlased on kaunistanud nanosoontega, mis jäljendavad pingviini sulgede struktuurilist hierarhiat.
"Leidsime, et sulgede kihiline paigutus tagab vee läbilaskvuse ja nende sakilised pinnad vähendavad jää nakkumist," ütles Michael Wood, üks uuringu kaasautoritest."Me suutsime neid kombineeritud efekte korrata kootud traatvõrgu lasertöötlusega."
Kitzig selgitab: "See võib tunduda intuitiivne, kuid jäätumisvastase võitluse võti on kõik pooridvõrkmis imavad külmumistingimustes vett.Vesi nendes poorides lõpuks külmub ja paisudes tekitab see nagu teiegi pragusid.Näeme seda külmikutes jääkuubikutel.Me vajame väga vähe jõupingutusi oma võrgu jää eemaldamiseks, sest igas augus olevad praod looklevad kergesti üle nende põimitud juhtmete pinna.
Teadlased viisid läbi tuuletunnelitestid šabloonpindadel ja leidsid, et töötlemine oli jäätumise vältimisel 95 protsenti tõhusam kui töötlemata poleeritud roostevabast terasest paneelid.Kuna keemilist töötlemist pole vaja, pakub uus meetod potentsiaalselt hooldusvaba lahendust tuuleturbiinide, elektripostide ja elektriliinide ning droonide jää kogunemise probleemile.
Kitzig lisas: "Arvestades reisilennunduse reguleerimise ulatust ja sellega kaasnevaid riske, on ebatõenäoline, et lennukitiib oleks lihtsalt metalli mähitudvõrk.”
"Kuid kunagi võib lennuki tiiva pind sisaldada seda tekstuuri, mida me uurime, ja jääsulatamine toimub tiiva pinnal traditsiooniliste jääsulatusmeetodite kombinatsiooni kaudu, töötades koos pingviinitiibadest inspireeritud pinnatekstuuridega."
© 2023 Inseneri- ja Tehnoloogiainstituut.College of Engineering and Technology on registreeritud heategevusena Inglismaal ja Walesis (number 211014) ning Šotimaal (number SC038698).