Sähkölinjojen jää voi aiheuttaa tuhoa ja jättää ihmiset ilman lämpöä ja sähköä viikoiksi.Lentokentillä lentokoneet voivat kohdata loputtomia viiveitä odottaessaan myrkyllisten kemiallisten liuottimien jäätymistä.
Nyt kanadalaiset tutkijat ovat kuitenkin löytäneet ratkaisun talven jäätymisongelmaansa odottamattomasta lähteestä: gentoo-pingviineistä.
Tällä viikolla julkaistussa tutkimuksessa Montrealin McGill-yliopiston tutkijat ovat paljastaneet johdonverkkorakenne, joka voidaan kääriä voimalinjojen, veneen tai jopa lentokoneen kyljen ympärille ja estää jäätä tarttumasta kiinni ilman kemikaaleja.pinta.
Tutkijat ovat saaneet inspiraatiota Gentoo-pingviinien siivistä, jotka uivat jäisissä vesissä Etelämantereen lähellä, mikä mahdollistaa niiden pysymisen jäättömänä, vaikka ulkolämpötilat ovat reilusti pakkasen alapuolella.
"Eläimet … ovat vuorovaikutuksessa luonnon kanssa hyvin zen-kaltaisella tavalla", tutkimuksen johtava tutkija Ann Kitzig sanoi haastattelussa."Se voisi olla jotain katsottavaa ja toistettavaa."
Aivan kuten ilmastonmuutos tekee talvimyrskyistä voimakkaampia, niin ovat myös jäämyrskyt.Lumi ja jää häiritsivät Teksasin jokapäiväistä elämää viime vuonna, sulkivat sähköverkon, jättivät miljoonat ilman lämpöä, ruokaa ja vettä päiviksi ja tappoivat satoja.
Tutkijat, kaupungin virkamiehet ja teollisuuden johtajat ovat pitkään työskennelleet varmistaakseen, että jäämyrskyt eivät häiritse talviliikennettä.Niissä on paketteja jäänpoistojohtojen, tuuliturbiinien ja lentokoneiden siipien poistamiseen, tai ne luottavat kemiallisiin liuottimiin jään nopeaan poistamiseen.
Mutta jäänpoistoasiantuntijat sanovat, että nämä korjaukset jättävät paljon toivomisen varaa.Pakkausmateriaalien säilyvyysaika on lyhyt.Kemikaalien käyttö on aikaa vievää ja ympäristölle haitallista.
Kitziger, jonka tutkimus keskittyy luonnon käyttämiseen monimutkaisten inhimillisten ongelmien ratkaisemiseen, on käyttänyt vuosia yrittäessään löytää parempia tapoja hallita jäätä.Aluksi hän ajatteli, että lootuksenlehti voisi olla ehdokas sen luonnollisen vedenpoisto- ja itsepuhdistuskykynsä vuoksi.Mutta tutkijat ymmärsivät, että se ei toimisi rankkaissa sadeolosuhteissa, hän sanoi.
Sen jälkeen Kitzger ja hänen tiiminsä vierailivat Montrealin eläintarhassa, jossa gentoo-pingviinit elävät.He kiinnostivat pingviinin höyhenet ja tutkivat suunnittelua yhdessä.
He havaitsivat, että höyhenet tukkivat luonnollisesti jäätä.Kitzgerin kanssa projektin tutkija Michael Wood sanoi, että höyhenten hierarkkinen järjestely mahdollistaa niiden luonnollisesti imevän vettä pois ja niiden luonnolliset sahalaitaiset pinnat vähentävät jään tarttumista.
Tutkijat jäljittelivät tätä mallia käyttämällä lasertekniikkaa kudotun langan luomiseksiverkko.Sitten he testasivat verkon tarttuvuutta jäähän tuulitunnelissa ja havaitsivat, että se kestää jäätä 95 prosenttia paremmin kuin tavallinen.ruostumatonteräspinta.Kemiallisia liuottimia ei myöskään tarvita, he lisäsivät.
Verkko voidaan kiinnittää myös lentokoneen siipiin, Kitziger sanoi, mutta liittovaltion lentoturvallisuusmääräyksiin liittyvät ongelmat tekevät tällaisten suunnittelumuutosten toteuttamisen vaikeaksi lähiaikoina.
"Kiinnostavin osa tässä jäänestoratkaisussa on se, että metalliverkko tekee siitä kestävän", sanoi Kevin Golovin, Toronton yliopiston konetekniikan apulaisprofessori.
Muut ratkaisut, kuten jäänkestävä kumi tai lootuksenlehtien inspiroimat pinnat, eivät ole kestäviä.
"Ne toimivat erittäin hyvin laboratoriossa", sanoi Golovin, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, "eivätkä lähetä hyvin ulkona."