Durante a Gran Tormenta de Xeo de 1998, o xeo conxelouse en liñas eléctricas e postes, paralizando o norte dos Estados Unidos e o sur de Canadá, deixando a moitos en frío e escuridade durante días e incluso semanas.Xa se trate de turbinas eólicas, torres eléctricas, drons ou ás de avións, a loita contra a acumulación de xeo adoita depender de métodos que levan moito tempo, son caros e/ou utilizan grandes cantidades de enerxía e diversos produtos químicos.Pero mirando a natureza, os investigadores de McGill pensan que atoparon unha nova forma prometedora de resolver o problema.Inspiráronse nas ás dos pingüíns gentoo, os pingüíns que nadan nas xeadas augas da rexión antártica, cuxa pelaxe non se conxela aínda que a temperatura da superficie exterior está moi por debaixo de cero.
Primeiro investigamos as propiedades das follas de loto, que son excelentes para absorber a auga, pero resultou que son menos eficaces para absorber a auga.dixo Ann Kitzig, profesora asistente de enxeñaría química na Universidade McGill e directora do Laboratorio de Enxeñaría de Superficies Biomimética, que leva case unha década buscando unha solución, un material que poida eliminar a auga e o xeo."
A imaxe da esquerda mostra a estrutura microscópica dunha pluma de pingüín (un primeiro plano de 10 micras da inserción equivale a 1/10 do ancho dun cabelo humano, para dar unha idea da escala).de plumas ramificadas.Os "ganchos" úsanse para unir os pelos de plumas individuais para formar alfombras.Á dereita hai un fío de aceiro inoxidablepanoque os investigadores adornaron con nanosurcos, replicando a xerarquía da estrutura das plumas de pingüíns (fío metálico con nanosurcos na parte superior).
"Descubrimos que a disposición en capas das propias plumas proporciona propiedades de drenaxe e as súas superficies dentadas reducen a adherencia do xeo", explica Michael Wood, un estudante recentemente graduado que traballa con Kitziger, que é un dos coautores do estudo.Os autores publicaron un novo artigo en ACS Applied Material Interfaces."Podemos replicar estes efectos combinados cunha malla de arame cortada con láser".
Kitzig engadiu: "Pode parecer contra-intuitivo, pero a clave para o derretimento do xeo é que todos os poros da malla absorben auga en condicións de conxelación.A auga destes poros é a última en conxelarse e, a medida que se expande, crea fendas como as que ves nas bandexas de xeo do frigorífico.Necesitamos moi pouco esforzo para eliminar o xeo da reixa, porque as fendas de cada burato serpentean facilmente pola superficie destes fíos trenzados.
Os investigadores realizaron probas en túnel de vento en superficies con plantillas e descubriron que o tratamento era un 95 por cento máis eficaz para evitar a formación de xeo que os paneis de aceiro inoxidable pulido sen revestir.Dado que non é necesario ningún tratamento químico, o novo método ofrece unha solución potencialmente sen mantemento ao problema da formación de xeo en aeroxeradores, postes eléctricos, liñas eléctricas e drons.
"Dado o número de regulamentos de aviación de pasaxeiros e os riscos asociados, é improbable que unha á de avión estea simplemente envolta en metal.malla", engadiu Kitzig."Non obstante, algún día a superficie dunha á de avión pode ter a textura que estamos estudando, e o desxeo producirase mediante unha combinación de métodos tradicionais de desxeo que traballan xuntos na á.A superficie inclúe texturas inspiradas nas ás de pingüíns..textura superficial.”
"Superficies anti-xeo fiables baseadas na dobre funcionalidade: escamas de xeo causadas pola microestrutura e a drenaxe mellorada pola nanoestrutura", de Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debret, Philippe Servio e Anne-Marie Kitzig, publicado en ACS Appl.mate.interface
Fundada en Montreal, Quebec en 1821, a Universidade McGill é a universidade médica número un de Canadá.McGill está constantemente clasificada entre as mellores universidades do país e do mundo.É unha institución de educación superior "de renome mundial" con actividades de investigación en tres campus, 11 departamentos, 13 escolas profesionais, 300 programas de estudo e máis de 40.000 estudantes, incluíndo máis de 10.200 estudantes de posgrao.McGill atrae estudantes de máis de 150 países e os seus 12.800 estudantes internacionais representan o 31% do seu alumnado.Máis da metade dos estudantes de McGill son falantes nativos dunha lingua materna distinta do inglés, e aproximadamente o 19 por cento destes estudantes consideran que o francés é a súa primeira lingua.