Selama Badai Es Besar tahun 1998, es membeku di kabel dan tiang listrik, melumpuhkan Amerika Serikat bagian utara dan Kanada bagian selatan, menyebabkan banyak orang berada dalam kedinginan dan kegelapan selama berhari-hari atau bahkan berminggu-minggu.Baik itu turbin angin, menara listrik, drone, atau sayap pesawat terbang, upaya melawan penumpukan es sering kali bergantung pada metode yang memakan waktu, mahal, dan/atau menggunakan energi dalam jumlah besar dan berbagai bahan kimia.Tapi melihat alam, para peneliti McGill berpikir mereka telah menemukan cara baru yang menjanjikan untuk memecahkan masalah ini.Mereka terinspirasi oleh sayap penguin gentoo, penguin yang berenang di perairan es wilayah Antartika, yang bulunya tidak membeku meskipun suhu permukaan luar jauh di bawah titik beku.
Kami pertama kali menyelidiki khasiat daun teratai yang sangat baik dalam menyerap air, namun ternyata kurang efektif dalam menyerap air.kata Ann Kitzig, asisten profesor teknik kimia di McGill University dan direktur Biomimetic Surface Engineering Lab, yang telah mencari solusi selama hampir satu dekade, bahan yang dapat menghilangkan air dan es.“
Gambar kiri menunjukkan struktur mikroskopis bulu penguin (penyisipan close-up 10 mikron setara dengan 1/10 lebar rambut manusia, untuk memberikan gambaran tentang skala).dari bulu bercabang.“Kait” digunakan untuk menyatukan bulu-bulu bulu untuk membentuk permadani.Di sebelah kanan adalah kawat baja tahan karatkainyang telah dihiasi oleh para peneliti dengan nanogrooves, mereplikasi hierarki struktur bulu penguin (kawat logam dengan nanogrooves di bagian atas).
“Kami menemukan bahwa susunan bulu yang berlapis-lapis memberikan sifat drainase, dan permukaannya yang bergerigi mengurangi es yang menempel,” jelas Michael Wood, mahasiswa pascasarjana yang bekerja dengan Kitziger, yang merupakan salah satu penulis studi tersebut.Penulis telah menerbitkan artikel baru di ACS Applied Material Interfaces.“Kami mampu meniru efek gabungan ini dengan wire mesh yang dipotong laser.”
Kitzig menambahkan: “Ini mungkin tampak berlawanan dengan intuisi, tetapi kunci dari pencairan es adalah semua pori-pori pada jaring menyerap air dalam kondisi beku.Air di pori-pori ini adalah yang terakhir membeku, dan saat mengembang, menimbulkan retakan seperti yang Anda lihat di nampan es batu lemari es.Kita memerlukan sedikit usaha untuk menghilangkan es dari kisi-kisi, karena retakan di setiap lubang dengan mudah berliku-liku di sepanjang permukaan jalinan kabel ini.
Para peneliti melakukan uji terowongan angin pada permukaan yang diberi stensil dan menemukan bahwa perawatan tersebut 95 persen lebih efektif dalam mencegah lapisan es dibandingkan panel baja tahan karat yang tidak dilapisi dan dipoles.Karena tidak memerlukan pengolahan kimia, metode baru ini berpotensi menawarkan solusi bebas perawatan terhadap masalah pembentukan es pada turbin angin, tiang listrik, saluran listrik, dan drone.
“Mengingat banyaknya peraturan penerbangan penumpang dan risiko yang terkait, kecil kemungkinannya sayap pesawat akan dibungkus dengan logam begitu saja.jaring, tambah Kitzig.“Namun, suatu hari nanti permukaan sayap pesawat mungkin memiliki tekstur seperti yang kita pelajari, dan penghilangan lapisan es akan terjadi melalui kombinasi metode penghilangan lapisan es tradisional yang bekerja sama pada sayap.Permukaannya memiliki tekstur yang terinspirasi oleh sayap penguin..Tekstur permukaan."
“Permukaan anti-icing yang andal berdasarkan fungsi ganda – pengelupasan es yang disebabkan oleh struktur mikro dan drainase yang ditingkatkan oleh struktur nano”, oleh Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debret, Philippe Servio, dan Anne-Marie Kitzig, diterbitkan di ACS Appl.matt.interface
Didirikan di Montreal, Quebec pada tahun 1821, McGill University adalah universitas kedokteran nomor satu di Kanada.McGill secara konsisten menduduki peringkat di antara universitas-universitas terbaik di negara dan dunia.Ini adalah institusi pendidikan tinggi “terkenal di dunia” dengan kegiatan penelitian di tiga kampus, 11 departemen, 13 sekolah profesional, 300 program studi dan lebih dari 40,000 mahasiswa, termasuk lebih dari 10,200 mahasiswa pascasarjana.McGill menarik mahasiswa dari lebih dari 150 negara, dan 12.800 mahasiswa internasionalnya merupakan 31% dari jumlah mahasiswanya.Lebih dari separuh siswa McGill adalah penutur asli bahasa ibu selain bahasa Inggris, dan sekitar 19 persen siswa menganggap bahasa Prancis sebagai bahasa pertama mereka.