Voimalinjoille kertynyt 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 jäätymisongelmaan epätodennäköisestä lähteestä: Gentoon pingviineistä.
Tällä viikolla julkaistussa tutkimuksessa Montrealin McGill-yliopiston tutkijat ovat paljastaneet johdonverkkorakenne, joka voi kietoutua voimalinjojen, veneen tai jopa lentokoneen kyljen ympärille ja pitää jään poissa ilman kemikaaleja.
Tutkijat ovat saaneet inspiraationsa gentoo-pingviinien siipistä, jotka uivat jäisissä vesissä lähellä Etelämannerta ja onnistuvat pysymään jäättömänä, vaikka ulkolämpötilat ovat reilusti pakkasen puolella.
"Eläimillä on… hyvin zen-elämäntapa luonnon kanssa", tutkimuksen johtava tutkija Ann Kitzig sanoi haastattelussa."Se voisi olla jotain katsottavaa ja toistettavaa."
Kun ilmastonmuutos tekee talvimyrskyistä voimakkaampia, jäämyrskyt vaativat veronsa.Teksasissa viime vuonna lumi ja jää häiritsivät jokapäiväistä elämää ja katkaisivat sähköverkon, jolloin miljoonat ihmiset jäivät ilman lämpöä, ruokaa ja vettä päiviksi, ja satoja ihmisiä kuoli.
Tutkijat, kaupungin viranomaiset ja teollisuuden johtajat ovat pitkään taistelleet estääkseen jäämyrskyt häiritsemästä talvipalveluja.Ne varustavat voimalinjat, tuuliturbiinit ja lentokoneiden siivet jäänpoistokalvolla tai 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.
Kitzig, jonka tutkimus keskittyy luonnon hyödyntämiseen monimutkaisten inhimillisten ongelmien ratkaisemisessa, on käyttänyt vuosia yrittäessään löytää parasta tapaa käsitellä jäätä.Aluksi hän ajatteli, että lootuksenlehti olisi ehdokas, koska se vuodattaa luonnostaan ​​vettä ja puhdistaa itsensä.Mutta tutkijat ymmärsivät, että se ei toimisi rankkaissa sadeolosuhteissa, hän sanoi.
Sen jälkeen Kitzig ja hänen tiiminsä menivät Montrealin eläintarhaan, jossa gentoo-pingviinit asuvat.He olivat kiinnostuneita pingviinin höyhenistä ja työskentelivät yhdessä suunnittelun parissa.
He havaitsivat, että höyhenet luonnollisesti pidättelevät jäätä.Kitzigin kanssa projektin parissa työskennellyt tutkija Michael Woodin mukaan höyhenet on järjestetty hierarkkiseen järjestykseen, joka sallii niiden luonnostaan ​​vuotavan vettä, ja niiden luonnollinen piikkipinta vähentää jään tarttumista.
Tutkijat jäljittelivät tätä mallia käyttämällä lasertekniikkaa kudotun langan luomiseksiverkko.Sitten he testasivat verkon tarttuvuutta jäähän tuulitunnelissa ja havaitsivat, että se vastusti jäätä 95 prosenttia tehokkaammin kuin tavallinen ruostumaton teräspinta.Kemiallisia liuottimia ei myöskään tarvita, he lisäsivät.
Verkko voidaan kiinnittää myös lentokoneen siipiin, Kitzig sanoi, mutta liittovaltion lentoturvallisuusmääräysten tiukat rajoitukset tekevät tällaisten suunnittelumuutosten toteuttamisen vaikeaksi lyhyellä aikavälillä.
Kevin Golovin, Toronton yliopiston konetekniikan apulaisprofessori, sanoi, että tämän jäänpoistoratkaisun houkuttelevin puoli on, että se on metalliverkkoa, mikä tekee siitä kestävän.
Muut ratkaisut, kuten jäänkestävä kumi tai lootuksenlehtien inspiroimat pinnat, eivät ole kestäviä.
"Ne toimivat hyvin laboratoriossa", sanoi Golovin, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, "ja lähettävät huonosti ulkona."
Ruostumaton teräslankaverkkoon eräänlainen kudottu metalliverkko, joka on valmistettu korkealaatuisesta ruostumattomasta teräksestäteräslanka.Se tunnetaan kestävyydestään, lujuudestaan ​​ja korroosionkestävyydestään.Tämän tyyppistä metalliverkkoa käytetään monissa sovelluksissa, mukaan lukien suodatus, erotus, suojaus ja vahvistaminen eri aloilla, kuten elintarvike- ja juomateollisuudessa, kemiallisessa käsittelyssä, kaivosteollisuudessa ja arkkitehtuurissa.Sitä on saatavana eri luokissa ja koossa erityisvaatimusten täyttämiseksi.Ruostumattomasta teräksestä valmistetun metalliverkon kudontakuviot ovat myös erilaisia ​​ja voivat vaihdella tavallisista monimutkaisiin kudoksiin.Yleisimpiä niistä ovat sileä kudos, toimikkasidos, hollantilainen kudos ja twill-hollantilainen kudos.