Az 1998-as nagy jégvihar idején a villanyvezetékeken és oszlopokon felgyülemlett jég leállt az Egyesült Államok északi és Kanada déli részén, így sok ember hideg és sötét maradt napokra vagy akár hetekre.Legyen szó szélturbinákról, elektromos tornyokról, drónokról vagy repülőgépszárnyakról, a jégmentesítés gyakran időigényes, költséges és/vagy sok energiát és különféle vegyszereket igénylő módszereken múlik.De a természetet nézve McGill kutatói úgy gondolják, hogy találtak egy ígéretes új módszert a probléma megoldására.Az Antarktisz jeges vizében úszó gentoo pingvinek szárnyai ihlették őket, bundájuk pedig akkor sem fagy meg, ha a külső felszín hőmérséklete jóval fagypont alatt van.
Először a lótuszlevelek tulajdonságait vizsgáltuk, amelyek nagyon jól eltávolítják a vizet, de kiderült, hogy kevésbé hatékonyak a jég eltávolításában” – mondta Ann Kitzig, aki közel egy évtizede keresi a megoldásokat, egyetemi adjunktus. .A McGill Egyetem vegyészmérnöki doktora, a Biomimetikus Felületmérnöki Laboratórium igazgatója: „Amikor elkezdtük vizsgálni a pingvintollak tulajdonságait, fedeztünk fel egy természetben előforduló anyagot, amely egyszerre ontja a vizet és a jeget.”
Aképa bal oldalon egy pingvintoll mikroszerkezete látható (egy 10 mikronos betét közeli felvétele az emberi hajszál szélességének 1/10-ének felel meg, hogy méretarányt adjon).Ezek a tüskék és gallyak az elágazó tollak központi szárai..A „horgokat” arra használják, hogy az egyes tollszőrszálakat párnává erősítsék.A jobb oldalon egy rozsdamentes acél drótszövet látható, amelyet a kutatók nanobarázdákkal díszítettek, reprodukálva a pingvintoll-szerkezetek hierarchiáját (a tetején nanobarázdás drót).
"Azt találtuk, hogy maguk a tollak hierarchikus elrendezése vízleadó tulajdonságokat biztosít, és fogazott felületük csökkenti a jég tapadását" - magyarázza Michael Wood, a Kitziggel dolgozó friss diplomás hallgató és a tanulmány egyik társszerzője.Új cikk az ACS Applied Material Interfaces-ben.„Lézerrel vágott szőtt dróthálóval sikerült megismételnünk ezeket a kombinált hatásokat.”
Kitzig hozzátette: „Ez ellentmondásosnak tűnhet, de a jég elválasztásának kulcsa a hálóban lévő összes pórus, amely fagyos körülmények között felszívja a vizet.A pórusokban lévő víz végül megfagy, és ahogy kitágul, repedéseket hoz létre, akárcsak a hűtőszekrényben.Ugyanaz, mint a jégkocka tálcán.Nagyon kevés erőfeszítésre van szükségünk, hogy eltávolítsuk a jeget a hálónkból, mert ezekben a lyukakban lévő repedések hajlamosak a fonott huzalok felületén kanyarogni.
A kutatók szélcsatornában tesztelték a sablonos felületet, és azt találták, hogy a kezelés 95%-kal jobban ellenáll a jegesedésnek, mint a csomagolatlan polírozott rozsdamentes acéllemezek.Mivel nincs szükség vegyszeres kezelésre, az új módszer potenciálisan karbantartásmentes megoldást kínál a szélturbinák, tornyok, elektromos vezetékek és drónok jégképződésének problémájára.
„Tekintettel az utasszállító légi közlekedésre vonatkozó szabályozások számára és a kapcsolódó kockázatokra, nem valószínű, hogy a repülőgép szárnyait egyszerűen fémhálóba csomagolják” – tette hozzá Kitzig.„Elképzelhető azonban, hogy egy napon egy repülőgép szárnyának felülete olyan textúrát kaphat, mint amit vizsgálunk, és mivel a hagyományos jégmentesítési módszerek együtt működnek a szárny felületén, a jégmentesítés a pingvinszárnyak összeolvadásával fog megtörténni.a felület textúrája ihlette.”
„Megbízható jégmentesítő felületek kettős funkcionalitáson alapulnak – mikrostruktúra által kiváltott jégréteg, nanoszerkezetű víztaszító bevonattal”, Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debre, Philippe Servio és Anne-Marie Kitzig az ACS Appl.alma mater.interfész
A McGill Egyetem, amelyet 1821-ben alapítottak Montrealban, Quebecben, Kanada első számú egyeteme.A McGill Egyetem folyamatosan a legjobb egyetemek közé tartozik mind nemzeti, mind nemzetközi szinten.Világhírű felsőoktatási intézmény, amelynek kutatási tevékenysége három egyetemen, 11főiskolák, 13 szakmai főiskola, 300 tanulmányi program és több mint 40 000 diák, köztük több mint 10 200 végzős hallgató.A McGill több mint 150 országból vonzza a diákokat, és 12 800 nemzetközi diákja a hallgatói létszám 31%-át teszi ki.A McGill-tanulók több mint fele azt mondja, hogy az anyanyelve nem az angol, és körülbelül 19%-uk a franciát beszéli első nyelvként.