Selama Badai Es Besar tahun 1998, penumpukan es di kabel dan tiang listrik membuat Amerika Serikat bagian utara dan Kanada bagian selatan terhenti, menyebabkan banyak orang kedinginan dan gelap selama berhari-hari atau bahkan berminggu-minggu.Baik itu turbin angin, menara listrik, drone, atau sayap pesawat terbang, penghilangan lapisan es sering kali bergantung pada metode yang memakan waktu, mahal, dan/atau menggunakan banyak energi 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 yang berenang di perairan es Antartika, dan bulu mereka tidak membeku bahkan ketika suhu permukaan luar jauh di bawah titik beku.
Kami pertama kali menyelidiki khasiat daun teratai yang sangat baik dalam menghilangkan air, namun ternyata kurang efektif dalam menghilangkan es,” kata Ann Kitzig, yang telah mencari solusi selama hampir satu dekade dan merupakan asisten profesor. .Doktor Teknik Kimia di Universitas McGill, Direktur Laboratorium Teknik Permukaan Biomimetik: “Baru setelah kami mulai menyelidiki sifat-sifat bulu penguin, kami menemukan bahan alami yang melepaskan air dan es secara bersamaan.”
Itugambardi sebelah kiri menunjukkan struktur mikro bulu penguin (gambar jarak dekat dari sisipan 10 mikron sama dengan 1/10 lebar rambut manusia untuk memberikan kesan skala).Duri dan ranting ini merupakan batang tengah dari bulu yang bercabang..“Kait” digunakan untuk menyatukan bulu-bulu bulu untuk membentuk bantalan.Di sebelah kanan adalah kain kawat baja tahan karat yang para peneliti hias dengan alur nano, mereproduksi hierarki struktur bulu penguin (kawat dengan alur nano di atasnya).
“Kami menemukan bahwa susunan hierarki bulu itu sendiri memberikan sifat melepaskan air, dan permukaannya yang bergerigi mengurangi daya rekat es,” jelas Michael Wood, seorang mahasiswa pascasarjana yang bekerja dengan Kitzig dan salah satu rekan penulis studi tersebut.Artikel baru di Antarmuka Material Terapan ACS.“Kami mampu meniru efek gabungan ini dengan anyaman kawat yang dipotong laser.”
Kitzig menambahkan: “Ini mungkin tampak berlawanan dengan intuisi, tetapi kunci untuk memisahkan es adalah semua pori-pori di jaring yang menyerap air dalam kondisi beku.Air di pori-pori tersebut akhirnya membeku, dan saat mengembang, menimbulkan retakan, seperti saat Anda berada di lemari es.Ini sama seperti yang terlihat di nampan es batu.Kami hanya membutuhkan sedikit usaha untuk menghilangkan es dari jaring kami karena retakan di masing-masing lubang ini cenderung berkelok-kelok di sepanjang permukaan jalinan kabel ini.”
Para peneliti menguji permukaan stensil di terowongan angin dan menemukan bahwa perlakuan tersebut 95% lebih baik dalam menahan lapisan es dibandingkan lembaran baja tahan karat yang dipoles dan tidak dibungkus.Karena tidak memerlukan pengolahan kimia, metode baru ini berpotensi menawarkan solusi bebas perawatan terhadap masalah pembentukan es pada turbin angin, menara, saluran listrik, dan drone.
“Mengingat banyaknya peraturan penerbangan penumpang dan risiko terkait, kecil kemungkinan sayap pesawat hanya dibungkus dengan jaring logam,” tambah Kitzig.“Namun, ada kemungkinan bahwa suatu hari nanti permukaan sayap pesawat akan memiliki tekstur seperti yang kita pelajari, dan karena metode penghilangan lapisan es tradisional bekerja sama pada permukaan sayap, penghilangan lapisan es akan terjadi dengan menggabungkan sayap penguin.terinspirasi oleh tekstur permukaannya.”
“Permukaan anti-icing yang andal berdasarkan fungsi ganda – pengelupasan es yang disebabkan oleh struktur mikro dengan lapisan anti air yang ditingkatkan struktur nano”, Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debre, Philippe Servio, dan Anne-Marie Kitzig di ACS Appl.almamater.antarmuka
McGill University, didirikan pada tahun 1821 di Montreal, Quebec, adalah universitas nomor satu di Kanada.McGill University secara konsisten diperingkatkan di antara universitas-universitas terkemuka baik secara nasional maupun internasional.Ini adalah institusi pendidikan tinggi terkenal di dunia dengan kegiatan penelitian yang mencakup tiga kampus, 11perguruan tinggi, 13 perguruan tinggi 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 mahasiswa.Lebih dari separuh siswa McGill mengatakan bahasa pertama mereka bukan bahasa Inggris, dan sekitar 19% dari mereka menggunakan bahasa Prancis sebagai bahasa pertama mereka.