Ispirandosi alle piume delle ali dei pinguini, i ricercatori hanno sviluppato una soluzione priva di sostanze chimiche al problema della formazione di ghiaccio sulle linee elettriche, sulle turbine eoliche e persino sulle ali degli aerei.
L’accumulo di ghiaccio può causare ingenti danni alle infrastrutture e, in alcuni casi, causare interruzioni di corrente.
Che si tratti di turbine eoliche, torri elettriche, droni o ali di aeroplani, le soluzioni ai problemi spesso dipendono da tecnologie ad alta intensità di manodopera, costose ed energivore, nonché da vari prodotti chimici.
Un team di ricercatori della McGill University canadese ritiene di aver trovato un nuovo modo promettente per risolvere il problema dopo aver studiato le ali dei pinguini Papua, che nuotano nelle acque gelide dell'Antartide e la cui pelliccia non congela nemmeno a temperature superficiali.ben al di sotto del punto di congelamento.
"Abbiamo prima studiato le proprietà delle foglie di loto, che sono molto efficaci nella disidratazione, ma che si sono rivelate meno efficaci nel farlo", ha affermato la professoressa associata Ann Kitzig, che è alla ricerca di una soluzione da quasi un decennio.
"Solo quando abbiamo iniziato a studiare la massa di piume dei pinguini abbiamo scoperto un materiale naturale in grado di rimuovere sia l'acqua che il ghiaccio."
La struttura microscopica della piuma di un pinguino (nella foto sopra) è costituita da barbe e ramoscelli che si diramano da un fusto centrale della piuma con "uncini" che collegano insieme i singoli peli delle piume per formare un tappeto.
Il lato destro dell'immagine mostra un pezzo diinossidabiletela metallica d'acciaio che i ricercatori hanno impreziosito con nanoscanalature che imitano la gerarchia strutturale delle piume dei pinguini.
"Abbiamo scoperto che la disposizione a strati delle piume stesse garantisce permeabilità all'acqua, e le loro superfici seghettate riducono l'adesione del ghiaccio", ha affermato Michael Wood, uno dei coautori dello studio.“Siamo stati in grado di replicare questi effetti combinati con la lavorazione laser della rete metallica intrecciata”.
Kitzig spiega: “Può sembrare controintuitivo, ma la chiave per l’antighiaccio sono tutti i pori della rete che assorbono l’acqua in condizioni di congelamento.L'acqua in questi pori alla fine si congela e, espandendosi, crea crepe, proprio come te.Lo vediamo nelle vaschette per i cubetti di ghiaccio nei frigoriferi.Abbiamo bisogno di uno sforzo minimo per sbrinare la nostra rete perché le crepe in ogni foro si snodano facilmente sulla superficie di questi fili intrecciati.
I ricercatori hanno condotto test nella galleria del vento su superfici stampate e hanno scoperto che il trattamento era più efficace del 95% nel prevenire la formazione di ghiaccio rispetto a quello lucidato non trattato.inossidabilepannelli in acciaio.Poiché non è richiesto alcun trattamento chimico, il nuovo metodo offre una soluzione potenzialmente esente da manutenzione al problema dell’accumulo di ghiaccio su turbine eoliche, pali e linee elettriche e droni.
Kitzig ha aggiunto: “Dato l’ambito della regolamentazione dell’aviazione passeggeri e i rischi connessi, è improbabile che l’ala di un aereo venga semplicemente avvolta in una rete metallica”.
“Tuttavia, un giorno la superficie dell’ala di un aereo potrebbe contenere la struttura che stiamo studiando, e lo sghiacciamento avverrà attraverso una combinazione di metodi tradizionali di sghiacciamento sulla superficie dell’ala, lavorando in tandem con strutture superficiali ispirate alle ali dei pinguini”.
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