Vuoden 1998 suuren jäämyrskyn aikana jää jäätyi voimalinjoihin ja pylväisiin, lamauttaen Pohjois-Yhdysvaltoja ja Etelä-Kanadaa jättäen monet kylmään ja pimeyteen päiviksi ja jopa viikoiksi.Olipa kyseessä tuuliturbiinit, voimatornit, droonit tai lentokoneen siivet, jään muodostumisen torjunta perustuu usein menetelmiin, jotka ovat aikaa vieviä, kalliita ja/tai kuluttavat paljon energiaa ja erilaisia ​​kemikaaleja.Mutta kun tarkastellaan luontoa, McGillin tutkijat uskovat löytäneensä lupaavan uuden tavan ratkaista ongelma.He saivat inspiraationsa gentoo-pingviinien siiveistä, Etelämantereen alueen jäisissä vesissä uivista pingviineistä, joiden turkki ei jääty, vaikka ulkopinnan lämpötila on selvästi pakkasen alapuolella.
Aluksi tutkimme lootuksenlehtien ominaisuuksia, jotka imevät erinomaisesti vettä, mutta kävi ilmi, että ne ovat vähemmän tehokkaita imemään vettä.sanoi Ann Kitzig, McGill Universityn kemiantekniikan apulaisprofessori ja Biomimetic Surface Engineering Labin johtaja, joka on etsinyt ratkaisua lähes vuosikymmenen ajan, materiaalia, joka voi poistaa vettä ja jäätä."
Vasemmassa kuvassa näkyy pingviinin höyhenen mikroskooppinen rakenne (10 mikronin lähikuva insertistä vastaa 1/10 hiuksen leveyttä, antaa käsityksen mittakaavasta).haarautuneista höyhenistä."Koukkuja" käytetään yhdistämään yksittäisiä höyhenkarvoja yhteen mattojen muodostamiseksi.Oikealla on ruostumaton teräslankakangasjonka tutkijat ovat koristelleet nanourailla, jotka jäljittelevät pingviinin höyhenen rakenteen hierarkiaa (metallilanka, jonka yläosassa on nanourat).
"Havaitsimme, että itse höyhenten kerrostettu järjestely tarjoaa vedenpoistoominaisuuksia ja niiden sahalaitaiset pinnat vähentävät jään tarttumista", selittää Michael Wood, vastavalmistunut Kitzigerin kanssa työskentelevä opiskelija, joka on yksi tutkimuksen kirjoittajista.Kirjoittajat ovat julkaisseet uuden artikkelin ACS Applied Material Interfaces -lehdessä."Pystyimme toistamaan nämä yhdistetyt efektit laserleikatulla metalliverkolla."
Kitzig lisäsi: "Se saattaa tuntua ristiriitaiselta, mutta avain jään sulamiseen on, että kaikki verkon huokoset imevät vettä jäätymisolosuhteissa.Näissä huokosissa oleva vesi jäätyy viimeisenä, ja kun se laajenee, se luo halkeamia, kuten jääkaapin jääpala-alustassa.Tarvitsemme hyvin vähän vaivaa jään poistamiseksi ruudukosta, koska jokaisen reiän halkeamat mutkittelevat helposti näiden punottujen lankojen pintaa pitkin.
Tutkijat suorittivat tuulitunnelitestejä stensiiloiduilla pinnoilla ja havaitsivat, että käsittely oli 95 prosenttia tehokkaampi jäätymisen estämisessä kuin päällystämättömät kiillotetut ruostumattomat teräspaneelit.Koska kemiallista käsittelyä ei tarvita, uusi menetelmä tarjoaa mahdollisesti huoltovapaan ratkaisun tuulivoimaloiden, voimapylväiden, voimalinjojen ja droonien jään muodostumisongelmaan.
”Matkustaja-ilmailun määräysten ja niihin liittyvien riskien vuoksi on epätodennäköistä, että lentokoneen siipi kääriisi vain metalliin.verkko”, Kitzig lisäsi.”Jonain päivänä lentokoneen siiven pinnalla voi kuitenkin olla tutkimamme materiaali, ja jäänpoisto tapahtuu yhdistämällä perinteisiä jäänpoistomenetelmiä, jotka toimivat yhdessä siivessä.Pinta sisältää pingviinin siipien inspiroimia tekstuureja..pinta materiaali."
"Luotettavat jäänestopinnat, jotka perustuvat kaksoistoimintoihin – mikrorakenteen aiheuttama jään hilseily ja nanorakenteen parantama vedenpoisto", Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debret, Philippe Servio ja Anne-Marie Kitzig, julkaistu ACS Appl.matta.käyttöliittymä
Montrealissa Quebecin osavaltiossa vuonna 1821 perustettu McGill University on Kanadan ykkönen lääketieteellinen yliopisto.McGill on jatkuvasti luokiteltu parhaiden yliopistojen joukkoon maassa ja maailmassa.Se on "maailmankuulu" korkeakoulu, jolla on tutkimustoimintaa kolmella kampuksella, 11 osastolla, 13 ammattikoulussa, 300 opinto-ohjelmassa ja yli 40 000 opiskelijaa, joista yli 10 200 jatko-opiskelijaa.McGill houkuttelee opiskelijoita yli 150 maasta, ja sen 12 800 kansainvälistä opiskelijaa muodostavat 31 prosenttia sen opiskelijakunnasta.Yli puolet McGillin opiskelijoista puhuu äidinkielenään muuta äidinkieltä kuin englantia, ja noin 19 prosenttia näistä opiskelijoista pitää ranskaa äidinkielenään.