Nadahnuti perjem pingvinovih krila, istraživači su razvili rješenje bez kemikalija za problem zaleđivanja dalekovoda, vjetroturbina, pa čak i krila aviona.
Nakupljanje leda može uzrokovati ogromnu štetu na infrastrukturi i, u nekim slučajevima, uzrokovati nestanak struje.
Bilo da se radi o vjetroturbinama, električnim tornjevima, dronovima ili avionskim krilima, rješenja problema često ovise o radno intenzivnim, skupim i energetski intenzivnim tehnologijama, kao i raznim kemikalijama.
Tim istraživača s kanadskog sveučilišta McGill vjeruje da je pronašao obećavajući novi način rješavanja problema nakon proučavanja krila gentoo pingvina koji plivaju u hladnim vodama Antarktika i čije se krzno ne smrzava čak ni na površinskim temperaturama.znatno ispod točke smrzavanja.
"Prvo smo istražili svojstva lotosovog lišća, koje je vrlo dobro u dehidraciji, ali je utvrđeno da je manje učinkovito u dehidraciji", rekla je izvanredna profesorica Ann Kitzig, koja je tražila rješenje gotovo cijelo desetljeće.
„Tek kad smo počeli proučavati masu pingvinovog perja, otkrili smo prirodni materijal koji može ukloniti i vodu i led.”
Mikroskopska struktura pingvinovog perja (na gornjoj slici) sastoji se od bodlji i grančica koje se granaju od središnje osovine pera s "kukama" koje povezuju pojedinačne dlake pera u prostirku.
Desna strana slike prikazuje komad nehrđajućeg čelikažicatkanina koju su istraživači ukrasili nanoutorima koji oponašaju strukturnu hijerarhiju perja pingvina.
"Otkrili smo da slojeviti raspored samih pera osigurava propusnost vode, a njihove nazubljene površine smanjuju prianjanje leda", rekao je Michael Wood, jedan od koautora studije."Uspjeli smo replicirati te kombinirane učinke laserskom obradom tkane žičane mreže."
Kitzig objašnjava: "Možda se čini kontraintuitivnim, ali ključ za zaštitu od zaleđivanja su sve pore umrežakoji apsorbiraju vodu u uvjetima smrzavanja.Voda u tim porama na kraju se smrzne, a kako se širi, stvara pukotine, baš kao i vi.Vidimo ga u posudama za led u hladnjacima.Treba nam vrlo malo truda da odledimo našu mrežu jer pukotine u svakoj rupi lako vijugaju preko površine ovih pletenih žica.”
Istraživači su proveli testove u zračnom tunelu na šablonskim površinama i otkrili da je tretman bio 95 posto učinkovitiji u sprječavanju zaleđivanja od netretiranih poliranih ploča od nehrđajućeg čelika.Budući da nije potrebna kemijska obrada, nova metoda nudi potencijalno rješenje bez održavanja za problem nakupljanja leda na vjetroturbinama, električnim stupovima i dalekovodima te bespilotnim letjelicama.
Kitzig je dodao: "S obzirom na opseg propisa o putničkom zrakoplovstvu i uključene rizike, malo je vjerojatno da bi krilo zrakoplova jednostavno bilo umotano u metalmreža.”
"Međutim, jednog dana površina krila zrakoplova može sadržavati teksturu koju proučavamo, a odleđivanje će se dogoditi kombinacijom tradicionalnih metoda odleđivanja na površini krila, radeći u tandemu s površinskim teksturama inspiriranim krilima pingvina."
© 2023 Institut za inženjerstvo i tehnologiju.College of Engineering and Technology registriran je kao dobrotvorna organizacija u Engleskoj i Walesu (broj 211014) i Škotskoj (broj SC038698).