Vuoden 1998 suuren jäämyrskyn aikana voimalinjoille ja pylväille kertynyt jää pysähti Pohjois-Yhdysvaltoja ja Etelä-Kanadaa jättäen monet ihmiset kylmiksi ja pimeiksi päiviksi tai jopa viikoiksi.Olipa kyseessä tuuliturbiinit, sähkötornit, droonit tai lentokoneen siivet, jäänpoisto perustuu usein aikaa vieviin, kalliisiin ja/tai paljon energiaa ja erilaisia ​​kemikaaleja käyttäviin menetelmiin.Mutta kun tarkastellaan luontoa, McGillin tutkijat uskovat löytäneensä lupaavan uuden tavan ratkaista ongelma.He saivat inspiraationsa Etelämantereen jäisissä vesissä uivien gentoo-pingviinien siiveistä, ja niiden turkki ei jääty, vaikka ulkopinnan lämpötila on reilusti pakkasen alapuolella.
Aluksi tutkimme lootuksenlehtien ominaisuuksia, jotka poistavat erittäin hyvin vettä, mutta kävi ilmi, että ne ovat vähemmän tehokkaita jäänpoistossa”, kertoo apulaisprofessori Ann Kitzig, joka on etsinyt ratkaisuja lähes vuosikymmenen ajan. .Kemiantekniikan tohtori McGill Universitystä, Biomimetic Surface Engineeringin laboratorion johtaja: "Löysimme luonnossa esiintyvän materiaalin, joka samanaikaisesti vuotaa vettä ja jäätä, kun aloimme tutkia pingviinien höyhenten ominaisuuksia.”
Thekuvavasemmalla näyttää pingviinin höyhenen mikrorakenteen (10 mikronin lisäkkeen lähikuva vastaa 1/10 ihmisen hiuksen leveydestä mittakaavan tunteen saamiseksi).Nämä väkäset ja oksat ovat haarautuvien höyhenten keskivarsia.."Koukkuja" käytetään yhdistämään yksittäisiä höyhenkarvoja yhteen tyynyksi.Oikealla on ruostumattomasta teräksestä valmistettu lanka, jonka tutkijat koristelivat nanourailla, jotka toistavat pingviinien höyhenrakenteiden hierarkian (lanka, jonka päällä on nanourat).
"Havaitsimme, että itse höyhenten hierarkkinen järjestely tarjoaa vettä vapauttavia ominaisuuksia ja niiden sahalaitainen pinta vähentää jään tarttumista", selittää Michael Wood, Kitzigin kanssa työskentelevä äskettäin valmistunut opiskelija ja yksi tutkimuksen kirjoittajista.Uusi artikkeli ACS Applied Material Interfaces -julkaisussa."Pystyimme toistamaan nämä yhdistetyt efektit laserleikatulla kudotulla metalliverkolla."
Kitzig lisäsi: "Se voi tuntua ristiriitaiselta, mutta avain jään erottamiseen on verkon kaikki huokoset, jotka imevät vettä jäätymisolosuhteissa.Näissä huokosissa oleva vesi jäätyy lopulta, ja kun se laajenee, se aiheuttaa halkeamia, aivan kuten jääkaapissa.Se on sama kuin jääpalakaukalossa.Tarvitsemme vain vähän vaivaa poistaaksemme jään verkostamme, koska näissä rei'issä olevat halkeamat pyrkivät kiemurtelemaan näiden punottujen lankojen pintaa pitkin."
Tutkijat testasivat stensiiloitua pintaa tuulitunnelissa ja havaitsivat, että käsittely oli 95 % parempi jäätymisenestossa kuin käärimättömät kiillotetut ruostumattomat teräslevyt.Koska kemiallista käsittelyä ei tarvita, uusi menetelmä tarjoaa mahdollisesti huoltovapaan ratkaisun tuulivoimaloiden, tornien, voimalinjojen ja droonien jään muodostumisongelmaan.
"Matkustajailmailumääräysten ja niihin liittyvien riskien vuoksi on epätodennäköistä, että lentokoneen siivet kääritään vain metalliverkkoon", Kitzig lisäsi."On kuitenkin mahdollista, että jonain päivänä lentokoneen siiven pinnalla voi olla tutkimamme pintarakenne, ja koska perinteiset jäänpoistomenetelmät toimivat yhdessä siiven pinnalla, jäänpoisto tapahtuu pingviinin siivet sulautumalla.pinnan tekstuurin innoittamana."
"Luotettavat jäänestopinnat, jotka perustuvat kaksoistoimintoihin – mikrorakenteen aiheuttama jään hilseily nanorakenteella parannetulla vettä hylkivällä pinnoitteella", Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debre, Philippe Servio ja Anne-Marie Kitzig ACS Appl.alma mater.interface
McGill University, joka perustettiin vuonna 1821 Montrealissa, Quebecissä, on Kanadan ykkönen.McGill University on jatkuvasti parhaiden yliopistojen joukossa sekä kansallisesti että kansainvälisesti.Se on maailmankuulu korkeakoulu, jonka tutkimustoimintaa kattaa kolme kampusta, 11korkeakoulut, 13 ammattikorkeakoulua, 300 opinto-ohjelmaa 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 opiskelijakunnasta.Yli puolet McGillin opiskelijoista sanoo, että heidän äidinkielensä ei ole englanti, ja noin 19 prosenttia puhuu ranskaa äidinkielenään.