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 vedenpoistossa", 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 vastoin intuitiiviselta, mutta avain jäänestossa on kaikki huokosetverkkojotka 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.
Kitzig lisäsi: "Matkustaja-ilmailun sääntelyn laajuuden ja siihen liittyvät riskit huomioon ottaen on epätodennäköistä, että lentokoneen siipi kääriisi vain metalliin.verkko.”
"Jonain päivänä lentokoneen siiven pinta voi kuitenkin sisältää tutkitun tekstuurin, ja jäänpoisto tapahtuu yhdistämällä perinteisiä jäänpoistomenetelmiä siiven pinnalla, joka toimii yhdessä pingviinin siipien inspiroimien pintakuvioiden kanssa."
Teräslankaverkko viittaa ristikkomaiseen rakenteeseen, joka on valmistettu teräslangoista, jotka on kudottu, hitsattu tai lukittu yhteen verkkokuvion muodostamiseksi.Tämän tyyppinenverkkokäytetään tyypillisesti monenlaisissa sovelluksissa, mukaan lukien aidat, rakentaminen, maatalous, autoteollisuus ja teollisuus.Teräslankaverkolla on useita etuja, kuten lujuus, kestävyys ja kestävyys ympäristötekijöille, kuten korroosiolle, ruosteelle ja säälle.Se voidaan räätälöidä eri kokoihin, muotoihin ja erittelyihin vastaamaan erilaisia ​​​​vaatimuksia.Joitakin yleisiä teräslankaverkkotyyppejä ovat hitsattu metalliverkko, kudottu metalliverkko ja laajennettu metalliverkko.