1998 के महान बर्फ़ीले तूफ़ान के दौरान, बिजली लाइनों और खंभों पर बर्फ जमने से उत्तरी संयुक्त राज्य अमेरिका और दक्षिणी कनाडा ठप हो गए, जिससे कई लोगों को कई दिनों या यहां तक ​​कि हफ्तों तक ठंड और अंधेरे में रहना पड़ा।चाहे पवन टरबाइन हों, बिजली के टावर हों, ड्रोन हों या विमान के पंख हों, डी-आइसिंग अक्सर उन तरीकों पर निर्भर करती है जो समय लेने वाली, महंगी होती हैं और/या बहुत अधिक ऊर्जा और विभिन्न प्रकार के रसायनों का उपयोग करती हैं।लेकिन प्रकृति को देखते हुए, मैकगिल के शोधकर्ताओं को लगता है कि उन्होंने समस्या को हल करने का एक आशाजनक नया तरीका ढूंढ लिया है।वे अंटार्कटिका के बर्फीले पानी में तैरने वाले जेंटू पेंगुइन के पंखों से प्रेरित थे, और उनका फर तब भी नहीं जमता, जब बाहरी सतह का तापमान शून्य से काफी नीचे हो।
हमने सबसे पहले कमल के पत्तों के गुणों की जांच की, जो पानी हटाने में बहुत अच्छे हैं, लेकिन यह पता चला कि वे बर्फ हटाने में कम प्रभावी हैं, ”एन किट्ज़िग ने कहा, जो लगभग एक दशक से समाधान ढूंढ रहे हैं और एक सहायक प्रोफेसर हैं .मैकगिल विश्वविद्यालय में केमिकल इंजीनियरिंग के डॉक्टर, बायोमिमेटिक सरफेस इंजीनियरिंग प्रयोगशाला के निदेशक: “जब तक हमने पेंगुइन पंखों के गुणों की जांच शुरू नहीं की, तब तक हमने प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले पदार्थ की खोज नहीं की थी जो एक साथ पानी और बर्फ बहाता है।”
छविबाईं ओर एक पेंगुइन पंख की सूक्ष्म संरचना को दर्शाता है (पैमाने की भावना देने के लिए 10 माइक्रोन के इंसर्ट का क्लोज़-अप मानव बाल की चौड़ाई के 1/10 से मेल खाता है)।ये कांटे और टहनियाँ शाखाओं वाले पंखों के केंद्रीय तने हैं।."हुक" का उपयोग व्यक्तिगत पंख के बालों को एक साथ जोड़कर एक गद्दी बनाने के लिए किया जाता है।दाईं ओर एक स्टेनलेस स्टील तार का कपड़ा है जिसे शोधकर्ताओं ने नैनोग्रूव्स से सजाया है, जो पेंगुइन पंख संरचनाओं (शीर्ष पर नैनोग्रूव्स के साथ तार) के पदानुक्रम को पुन: पेश करता है।
"हमने पाया कि पंखों की पदानुक्रमित व्यवस्था स्वयं पानी छोड़ने के गुण प्रदान करती है, और उनकी दाँतेदार सतह बर्फ के आसंजन को कम करती है," किट्ज़िग के साथ काम करने वाले हाल ही में स्नातक छात्र और अध्ययन के सह-लेखकों में से एक माइकल वुड बताते हैं।एसीएस एप्लाइड मटेरियल इंटरफेस में नया लेख।"हम लेजर-कट बुने हुए तार जाल के साथ इन संयुक्त प्रभावों को दोहराने में सक्षम थे।"
किट्ज़िग ने कहा: “यह उल्टा लग सकता है, लेकिन बर्फ को अलग करने की कुंजी जाल के सभी छिद्र हैं जो ठंड की स्थिति में पानी को अवशोषित करते हैं।उन छिद्रों में पानी अंततः जम जाता है, और जैसे-जैसे यह फैलता है, यह दरारें बनाता है, जैसे आप रेफ्रिजरेटर में होंगे।यह वैसा ही है जैसा आइस क्यूब ट्रे में दिखता है।हमें अपने जाल से बर्फ हटाने के लिए बहुत कम प्रयास की आवश्यकता है क्योंकि इनमें से प्रत्येक छेद में दरारें इन लटके हुए तारों की सतह के साथ घूमती रहती हैं।
शोधकर्ताओं ने एक पवन सुरंग में स्टेंसिल सतह का परीक्षण किया और पाया कि इलाज बिना लपेटे पॉलिश स्टेनलेस स्टील शीट की तुलना में बर्फ को रोकने में 95% बेहतर था।चूंकि किसी रासायनिक उपचार की आवश्यकता नहीं है, नई विधि पवन टर्बाइनों, टावरों, बिजली लाइनों और ड्रोन पर बर्फ बनने की समस्या का संभावित रखरखाव-मुक्त समाधान प्रदान करती है।
किट्ज़िग ने कहा, "यात्री विमानन नियमों की संख्या और संबंधित जोखिमों को देखते हुए, यह संभावना नहीं है कि विमान के पंखों को केवल धातु की जाली में लपेटा जाएगा।"“हालांकि, यह संभव है कि एक दिन विमान के पंख की सतह की बनावट वैसी ही हो जिसका हम अध्ययन कर रहे हैं, और चूंकि पंख की सतह पर पारंपरिक डी-आइसिंग विधियां एक साथ काम करती हैं, इसलिए पेंगुइन पंखों को जोड़कर डी-आइसिंग की जाएगी।सतह की बनावट से प्रेरित।"
एसीएस ऐपल में माइकल जे. वुड, ग्रेगरी ब्रॉक, जूलियट डेब्रे, फिलिप सर्वियो और ऐनी-मैरी किट्ज़िग, "दोहरी कार्यक्षमता पर आधारित विश्वसनीय एंटी-आइसिंग सतहें - नैनोस्ट्रक्चर-एन्हांस्ड वॉटर रिपेलेंसी ओवरले के साथ माइक्रोस्ट्रक्चर-प्रेरित बर्फ का झड़ना"।अल्मा मेटर.इंटरफ़ेस
1821 में मॉन्ट्रियल, क्यूबेक में स्थापित मैकगिल विश्वविद्यालय कनाडा का नंबर एक विश्वविद्यालय है।मैकगिल विश्वविद्यालय को लगातार राष्ट्रीय और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर शीर्ष विश्वविद्यालयों में स्थान दिया गया है।यह तीन परिसरों में फैली अनुसंधान गतिविधियों के साथ उच्च शिक्षा का एक विश्व प्रसिद्ध संस्थान है, 11कालेजों, 13 पेशेवर कॉलेज, 300 अध्ययन कार्यक्रम और 10,200 से अधिक स्नातक छात्रों सहित 40,000 से अधिक छात्र।मैकगिल 150 से अधिक देशों के छात्रों को आकर्षित करता है, और इसके 12,800 अंतर्राष्ट्रीय छात्र छात्र समूह का 31% हिस्सा बनाते हैं।मैकगिल के आधे से अधिक छात्रों का कहना है कि उनकी पहली भाषा अंग्रेजी नहीं है, और उनमें से लगभग 19% अपनी पहली भाषा के रूप में फ्रेंच बोलते हैं।