Inspirados nas plumas das ás de pingüíns, os investigadores desenvolveron unha solución sen produtos químicos ao problema da formación de xeo nas liñas eléctricas, as turbinas eólicas e ata as ás de avións.
A acumulación de xeo pode causar danos masivos ás infraestruturas e, nalgúns casos, provocar cortes de enerxía.
Xa sexan turbinas eólicas, torres eléctricas, drons ou ás de avións, as solucións aos problemas adoitan depender de tecnoloxías intensivas en man de obra, custosas e enerxéticas, así como de diversos produtos químicos.
Un equipo de investigadores da Universidade McGill de Canadá cre atopar unha nova forma prometedora de resolver o problema despois de estudar as ás dos pingüíns gentoo, que nadan nas frías augas da Antártida e cuxo pelaje non se conxela nin sequera a temperaturas da superficie.moi por debaixo do punto de conxelación.
"Primeiro investigamos as propiedades das follas de loto, que son moi boas para deshidratarse, pero descubrimos que son menos efectivas para deshidratarse", dixo a profesora asociada Ann Kitzig, que estivo buscando unha solución durante case unha década.
"Non foi ata que comezamos a estudar a masa de plumas de pingüíns que descubrimos un material natural que podía eliminar tanto a auga como o xeo".
A estrutura microscópica da pluma dun pingüín (na imaxe superior) está formada por púas e pólas que se ramifican desde un eixe central de plumas con "ganchos" que conectan os pelos individuais das plumas para formar unha alfombra.
O lado dereito da imaxe mostra unha peza de aceiro inoxidablefíopano que os investigadores adornaron con nanosurcos que imitan a xerarquía estrutural das plumas de pingüíns.
"Descubrimos que a disposición en capas das propias plumas proporciona permeabilidade á auga e as súas superficies dentadas reducen a adhesión do xeo", dixo Michael Wood, un dos coautores do estudo."Foimos capaces de replicar estes efectos combinados co procesamento con láser de malla de arame tecida".
Kitzig explica: "Pode parecer contra-intuitivo, pero a clave do antixeo son todos os poros domallaque absorben auga en condicións de conxelación.A auga destes poros acaba conxélase e, a medida que se expande, crea fendas, igual que ti.Vémolo en bandexas de xeo nas neveiras.Necesitamos moi pouco esforzo para desconxelar a nosa malla porque as fendas de cada burato serpentean facilmente sobre a 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 tratar.Dado que non é necesario ningún tratamento químico, o novo método ofrece unha solución potencialmente sen mantemento ao problema da acumulación de xeo en aeroxeradores, postes e liñas eléctricas e drons.
Kitzig engadiu: "Dado o alcance da regulación da aviación de pasaxeiros e os riscos implicados, é pouco probable que unha á de avión estea simplemente envolta en metal.malla”.
"Non obstante, algún día a superficie dunha á de avión pode conter a textura que estamos estudando, e o desxeo producirase mediante unha combinación de métodos tradicionais de desxeo na superficie da á, traballando en conxunto con texturas de superficie inspiradas nas ás de pingüíns".
© 2023 Instituto de Enxeñaría e Tecnoloxía.O Colexio de Enxeñaría e Tecnoloxía está rexistrado como organización benéfica en Inglaterra e Gales (número 211014) e Escocia (número SC038698).