בהשראת נוצות כנפי הפינגווין, חוקרים פיתחו פתרון נטול כימיקלים לבעיית הקרח בקווי חשמל, טורבינות רוח ואפילו כנפי מטוסים.
הצטברות קרח עלולה לגרום לנזק עצום לתשתיות ובמקרים מסוימים לגרום להפסקות חשמל.
בין אם מדובר בטורבינות רוח, מגדלים חשמליים, מזל"טים או כנפי מטוס, פתרונות לבעיות תלויים לרוב בטכנולוגיות עתירות עבודה, יקרות וצריכות אנרגיה, וכן בכימיקלים שונים.
צוות חוקרים מאוניברסיטת מקגיל בקנדה מאמין שהם מצאו דרך חדשה ומבטיחה לפתור את הבעיה לאחר שחקרו את כנפיים של פינגוויני ג'נטו, השוחים במים הקרירים של אנטארקטיקה ופרוותם אינה קופאת אפילו בטמפרטורות פני השטח.הרבה מתחת לנקודת הקיפאון.
"חקרנו תחילה את התכונות של עלי הלוטוס, שהם טובים מאוד בהתייבשות, אך נמצאו פחות יעילים בהתייבשות", אמרה פרופסור-משנה אן קיציג, שחיפשה פתרון כבר כמעט עשור.
"רק כשהתחלנו לחקור את מסת נוצות הפינגווינים גילינו חומר טבעי שיכול להסיר גם מים וגם קרח."
המבנה המיקרוסקופי של נוצת הפינגווין (בתמונה למעלה) מורכב מדוקרנים וזרדים המסתעפים מפיר נוצה מרכזי עם "ווים" המחברים ביניהם שערות נוצות בודדות ליצירת שטיח.
הצד הימני של התמונה מציג חתיכה שלאל חלדבד תיל פלדה שהחוקרים קישטו בננו-חריצים המחקים את ההיררכיה המבנית של נוצות הפינגווינים.
"מצאנו שהסידור השכבתי של הנוצות עצמן מספק חדירות מים, והמשטחים המשוננים שלהן מפחיתים את היצמדות הקרח", אמר מייקל ווד, אחד ממחברי המחקר."הצלחנו לשכפל את ההשפעות המשולבות הללו עם עיבוד לייזר של רשת תיל ארוגה."
קיציג מסביר: "זה אולי נראה מנוגד לאינטואיציה, אבל המפתח לאנטי-הקרדה הוא כל הנקבוביות ברשת שסופגות מים בתנאי קפיאה.המים בנקבוביות אלה קופאים בסופו של דבר, וכאשר הם מתרחבים, הם יוצרים סדקים, בדיוק כמוך.אנחנו רואים את זה במגשי קוביות קרח במקררים.אנחנו צריכים מעט מאוד מאמץ כדי להסיר את הקרח של הרשת שלנו מכיוון שהסדקים בכל חור מתפתלים בקלות על פני השטח של החוטים הקלועים האלה."
החוקרים ערכו בדיקות מנהרת רוח על משטחים עם שבלונות וגילו שהטיפול יעיל ב-95 אחוז יותר במניעת הקרח מאשר מלוטש ללא טיפולאל חלדלוחות פלדה.מכיוון שלא נדרש טיפול כימי, השיטה החדשה מציעה פתרון פוטנציאלי ללא תחזוקה לבעיית הצטברות קרח על טורבינות רוח, עמודי חשמל וקווי חשמל ומזל"טים.
קיציג הוסיף: "בהתחשב בהיקף הרגולציה של תעופה לנוסעים והסיכונים הכרוכים בכך, לא סביר שכנף מטוס פשוט תהיה עטופה ברשת מתכת".
"עם זאת, מתישהו פני השטח של כנף כלי טיס עשויים להכיל את המרקם שאנו חוקרים, והסרת ההקרחה תתרחש באמצעות שילוב של שיטות הסרת הקרח המסורתיות על פני הכנף, הפועלות במקביל למרקמי פני השטח בהשראת כנפי הפינגווין".
© 2023 המכון להנדסה וטכנולוגיה.המכללה להנדסה וטכנולוגיה רשומה כארגון צדקה באנגליה ובוויילס (מספר 211014) ובסקוטלנד (מספר SC038698).