Pingviinin siipien höyhenistä inspiroimana tutkijat ovat kehittäneet kemikaalittoman ratkaisun sähkölinjojen, tuuliturbiinien ja jopa lentokoneen siipien jäätymisen ongelmaan.
Jään kerääntyminen voi aiheuttaa valtavia vahinkoja infrastruktuurille ja joissain tapauksissa aiheuttaa sähkökatkoja.
Olipa kyseessä tuuliturbiinit, sähkötornit, droonit tai lentokoneen siivet, ongelmien ratkaisut riippuvat usein työvaltaisista, kalliista ja energiaintensiivisistä teknologioista sekä erilaisista kemikaaleista.
Kanadalaisen McGill-yliopiston tutkijaryhmä uskoo löytäneensä lupaavan uuden tavan ratkaista ongelma tutkittuaan Etelämantereen kylmissä vesissä uivien gentoopingviinien siipiä, joiden turkki ei jääty edes pintalämpötiloissa.reilusti jäätymispisteen alapuolella.
"Tutkimme ensin lootuksenlehtien ominaisuuksia, jotka kuivattavat erittäin hyvin, mutta havaitsimme niiden olevan vähemmän tehokkaita kuivumaan", sanoi apulaisprofessori Ann Kitzig, joka on etsinyt ratkaisua lähes vuosikymmenen ajan.
"Vasta kun aloimme tutkia pingviinien höyhenten massaa, löysimme luonnonmateriaalin, joka pystyi poistamaan sekä vettä että jäätä."
Pingviinin höyhenen mikroskooppinen rakenne (kuvassa yllä) koostuu väkäsistä ja oksista, jotka haarautuvat keskimmäisestä höyhenvarresta "koukuilla", jotka yhdistävät yksittäiset höyhenkarvat yhteen muodostaen maton.
Kuvan oikealla puolella näkyy palaruostumatonteräslankakangas, jonka tutkijat ovat koristelleet nanourilla, jotka jäljittelevät pingviinien höyhenten rakenteellista hierarkiaa.
"Havaitsimme, että itse höyhenten kerrostettu järjestely takaa veden läpäisevyyden ja niiden sahalaitaiset pinnat vähentävät jään tarttumista", sanoi Michael Wood, yksi tutkimuksen tekijöistä."Pystyimme toistamaan nämä yhdistetyt efektit kudotun metalliverkon laserkäsittelyllä."
Kitzig selittää: ”Se voi tuntua ristiriitaiselta, mutta avain jäänestossa on kaikki verkon huokoset, jotka imevät vettä jäätymisolosuhteissa.Näissä huokosissa oleva vesi jäätyy lopulta, ja kun se laajenee, se luo halkeamia, aivan kuten sinä.Näemme sen jääkaapissa olevissa jääpaloissa.Tarvitsemme hyvin vähän ponnistuksia verkkomme jäänpoistoon, koska jokaisen reiän halkeamat mutkittelevat helposti näiden punottujen lankojen pinnalla.
Tutkijat suorittivat tuulitunnelikokeita teräsverkolla peitetyillä pinnoilla ja havaitsivat, että käsittely oli 95 prosenttia tehokkaampi jäätymisen estämisessä kuin käsittelemättömät kiillotetut ruostumattomat teräspaneelit.Koska kemiallista käsittelyä ei tarvita, uusi menetelmä tarjoaa mahdollisesti huoltovapaan ratkaisun tuulivoimaloiden, voimapylväiden ja voimalinjojen sekä dronejen jään muodostumiseen.
Ruostumaton teräsverkko on ruostumattomasta teräksestä valmistettu kudottu metalliverkkoteräslanka.Se koostuu tyypillisesti tuhansista lukituslangoista, jotka voidaan kutoa useilla kuvioilla erikokoisten ja -muotoisten verkkojen luomiseksi.Ruostumatonteräslankaverkko tunnetaan kestävyydestään, lujuudestaan ​​ja korroosionkestävyydestään, joten se on suosittu valinta monenlaisiin sovelluksiin, mukaan lukien teollisuus-, kaupalliset ja asuinympäristöt.Sitä käytetään yleisesti suodatus-, seulonta- ja erotustarkoituksiin sekä arkkitehtonisissa ja koristeellisissa sovelluksissa, kuten aidoissa, kaideissa ja julkisivuverhouksissa.Saatavilla on erilaisia ​​ruostumattomia teräslankoja, joista jokainen tarjoaa vaihtelevan korroosionkestävyyden ja lujuuden.