Terinspirasi oleh bulu sayap penguin, para peneliti telah mengembangkan solusi bebas bahan kimia untuk mengatasi masalah lapisan es pada saluran listrik, turbin angin, dan bahkan sayap pesawat.
Akumulasi es dapat menyebabkan kerusakan besar pada infrastruktur dan, dalam beberapa kasus, menyebabkan pemadaman listrik.
Baik itu turbin angin, menara listrik, drone, atau sayap pesawat terbang, solusi terhadap permasalahan sering kali bergantung pada teknologi yang padat karya, mahal, dan boros energi, serta berbagai bahan kimia.
Sebuah tim peneliti dari Universitas McGill Kanada yakin mereka telah menemukan cara baru yang menjanjikan untuk memecahkan masalah ini setelah mempelajari sayap penguin gentoo, yang berenang di perairan dingin Antartika dan bulunya tidak membeku bahkan pada suhu permukaan.jauh di bawah titik beku.
“Kami pertama kali menyelidiki khasiat daun teratai, yang sangat baik dalam dehidrasi, namun ternyata kurang efektif dalam dehidrasi,” kata Associate Professor Ann Kitzig, yang telah mencari solusi selama hampir satu dekade.
“Baru setelah kami mulai mempelajari kumpulan bulu penguin, kami menemukan bahan alami yang dapat menghilangkan air dan es.”
Struktur mikroskopis bulu penguin (gambar di atas) terdiri dari duri dan ranting yang bercabang dari batang bulu pusat dengan “kait” yang menghubungkan masing-masing bulu bulu untuk membentuk permadani.
Sisi kanan gambar menunjukkan sepotong baja tahan karatkabelkain yang para peneliti hiasi dengan alur nano yang meniru hierarki struktural bulu penguin.
“Kami menemukan bahwa susunan bulunya yang berlapis-lapis memberikan permeabilitas air, dan permukaannya yang bergerigi mengurangi daya rekat es,” kata Michael Wood, salah satu penulis studi tersebut.“Kami mampu meniru efek gabungan ini dengan pemrosesan laser pada anyaman kawat.”
Kitzig menjelaskan: “Ini mungkin tampak berlawanan dengan intuisi, namun kunci dari anti-icing adalah seluruh pori-pori di dalamnya.jaringyang menyerap air dalam kondisi beku.Air di pori-pori ini akhirnya membeku, dan saat mengembang, menimbulkan retakan, sama seperti Anda.Kami melihatnya di nampan es batu di lemari es.Kami hanya membutuhkan sedikit usaha untuk menghilangkan es pada jaring kami karena retakan di setiap lubang mudah berliku-liku di permukaan kabel yang dikepang ini.”
Para peneliti melakukan uji terowongan angin pada permukaan yang diberi stensil dan menemukan bahwa perlakuan tersebut 95 persen lebih efektif dalam mencegah lapisan es dibandingkan panel baja tahan karat yang tidak diberi perlakuan.Karena tidak memerlukan pengolahan kimia, metode baru ini berpotensi menawarkan solusi bebas perawatan terhadap masalah penumpukan es di turbin angin, tiang listrik dan saluran listrik, serta drone.
Kitzig menambahkan: “Mengingat cakupan regulasi penerbangan penumpang dan risiko yang ada, kecil kemungkinannya sayap pesawat akan dibungkus dengan logam saja.jaring.”
“Namun, suatu hari nanti permukaan sayap pesawat mungkin memiliki tekstur yang sedang kita pelajari, dan penghilangan lapisan es akan terjadi melalui kombinasi metode penghilangan lapisan es tradisional pada permukaan sayap, yang bekerja sama dengan tekstur permukaan yang terinspirasi oleh sayap penguin.”
© 2023 Institut Teknik dan Teknologi.Sekolah Tinggi Teknik dan Teknologi terdaftar sebagai badan amal di Inggris dan Wales (nomor 211014) dan Skotlandia (nomor SC038698).