Az 1998-as nagy jégvihar során a jég megfagyott a villanyvezetékeken és oszlopokon, megbénítva az Egyesült Államok északi részét és Kanada déli részét, sokakat hidegben és sötétben hagyva napokra, sőt hetekre.Legyen szó szélturbinákról, erőtornyokról, drónokról vagy repülőgépszárnyakról, a jégképződés elleni küzdelem gyakran olyan módszereken múlik, amelyek időigényesek, drágák és/vagy nagy mennyiségű energiát és különféle vegyszereket használnak.De a természetet nézve McGill kutatói úgy gondolják, hogy találtak egy ígéretes új módszert a probléma megoldására.A gentoo pingvinek szárnyai ihlették őket, az Antarktisz jeges vizében úszó pingvinek, amelyek bundája akkor sem fagy meg, ha a külső felszín hőmérséklete jóval fagypont alatt van.
Először a lótuszlevelek tulajdonságait vizsgáltuk, amelyek kiválóan vezetik el a vizet, de kiderült, hogy kevésbé hatékonyak a víz elvezetésében.– mondta Ann Kitzig, a McGill Egyetem vegyészmérnöki adjunktusa és a Biomimetic Surface Engineering Lab igazgatója, amely közel egy évtizede keresi a megoldást, egy olyan anyagot, amely képes eltávolítani a vizet és a jeget."
A bal oldali képen egy pingvintoll mikroszkopikus szerkezete látható (a betét 10 mikronos közeli felvétele az emberi hajszál szélességének 1/10-ének felel meg, hogy képet adjunk a méretarányról).elágazó tollaktól.A „kampókat” arra használják, hogy az egyes tollszőrszálakat szőnyegekké egyesítsék.A jobb oldalon egy rozsdamentes acélhuzal találhatószövetamelyet a kutatók nanobarázdákkal díszítettek, megismételve a pingvintoll szerkezetének hierarchiáját (fémhuzal nanobarázdákkal a tetején).
"Azt találtuk, hogy maguk a tollak réteges elrendezése vízelvezető tulajdonságokat biztosít, és fogazott felületük csökkenti a jég tapadását" - magyarázza Michael Wood, a Kitzigerrel dolgozó friss végzős hallgató, aki a tanulmány egyik társszerzője.A szerzők új cikket tettek közzé az ACS Applied Material Interfaces-ben."Lézerrel vágott dróthálóval sikerült megismételnünk ezeket a kombinált hatásokat."
Kitzig hozzátette: „Ez ellentmondásosnak tűnhet, de a jégolvadás kulcsa az, hogy a háló minden pórusa felszívja a vizet fagyos körülmények között.Ezekben a pórusokban a víz utoljára fagy meg, és ahogy kitágul, repedéseket hoz létre, mint amilyeneket a hűtőszekrény jégkocka tálcáiban látunk.Nagyon kevés erőfeszítésre van szükségünk, hogy eltávolítsuk a jeget a rácsról, mert az egyes lyukakban lévő repedések könnyen kanyarognak a fonott huzalok felületén.
A kutatók szélcsatornás teszteket végeztek sablonos felületeken, és megállapították, hogy a kezelés 95 százalékkal hatékonyabb a jegesedés megelőzésében, mint a burkolatlan, polírozott rozsdamentes acél panelek.Mivel nincs szükség vegyszeres kezelésre, az új módszer potenciálisan karbantartásmentes megoldást kínál a szélturbinákon, villanyoszlopokon, elektromos vezetékeken és drónokon előforduló jégképződés problémájára.
„Tekintettel az utasszállító légi közlekedésre vonatkozó szabályozások számára és a kapcsolódó kockázatokra, nem valószínű, hogy egy repülőgép szárnyát egyszerűen fémbe csomagolják.háló– tette hozzá Kitzig.„Azonban egy napon egy repülőgép szárnyának felülete olyan textúrát kaphat, amelyet tanulmányozunk, és a jégtelenítés a szárnyon együtt működő hagyományos jégmentesítési módszerek kombinációjával fog megtörténni.A felület pingvinszárnyak ihlette textúrákat tartalmaz..felszíni textúra."
„Megbízható jéggátló felületek kettős funkcionalitáson alapulnak – a mikrostruktúra által okozott jégréteg és a nanoszerkezet által megerősített vízelvezetés”, Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debret, Philippe Servio és Anne-Marie Kitzig, az ACS Appl.matt.felület
Az 1821-ben, Montrealban, Quebecben alapított McGill Egyetem Kanada első számú orvosi egyeteme.A McGillt folyamatosan az ország és a világ legjobb egyetemei közé sorolják.Ez egy „világhírű” felsőoktatási intézmény, amely három egyetemen, 11 tanszéken, 13 szakmai iskolában, 300 tanulmányi programban és több mint 40 000 hallgatóval, köztük több mint 10 200 végzős hallgatóval folytat kutatási tevékenységet.A McGill több mint 150 országból vonzza a diákokat, és 12 800 nemzetközi diákja a hallgatói létszám 31%-át teszi ki.A McGill-hallgatók több mint fele az angoltól eltérő anyanyelvű anyanyelvű, és ezeknek a diákoknak körülbelül 19 százaléka a franciát tartja az első nyelvének.