研究者らは、ペンギンの羽から着想を得て、送電線、風力タービン、さらには飛行機の翼の着氷の問題に対する化学薬品を使用しない解決策を開発しました。
氷の蓄積はインフラに大きなダメージを与え、場合によっては停電を引き起こす可能性があります。
風力タービン、送電塔、ドローン、飛行機の翼など、問題の解決策は多くの場合、労働集約的でコストとエネルギーを大量に消費する技術や、さまざまな化学物質に依存します。
カナダのマギル大学の研究チームは、南極の極寒の海を泳ぎ、表面温度でも毛皮が凍らないジェンツーペンギンの翼を研究した結果、問題を解決する有望な新しい方法を発見したと信じている。氷点下です。
「私たちは最初にハスの葉の特性を調査しました。ハスの葉は脱水には非常に優れていますが、脱水にはあまり効果的ではないことがわかりました」と、10年近く解決策を探してきた准教授のアン・キッツィッグ氏は述べた。
「ペンギンの羽毛の塊を研究し始めて初めて、水と氷の両方を除去できる天然素材を発見しました。」
ペンギンの羽毛（上の写真）の微細な構造は、中央の羽軸から枝分かれした返しと小枝で構成されており、「フック」によって個々の羽毛が互いに接続されて敷物を形成しています。
画像の右側にあるのは、ステンレス研究者らは、ペンギンの羽の構造階層を模倣したナノ溝で装飾したスチールワイヤークロスを使用した。
「羽毛自体の層状の配置が透水性をもたらし、その鋸歯状の表面が氷の付着を軽減することがわかりました」と研究の共著者の一人であるマイケル・ウッド氏は述べた。「織金網をレーザー加工することで、これらの複合効果を再現することができました。」
キッツィッグ氏は次のように説明します。「直感に反するように思えるかもしれませんが、凍結防止の鍵となるのは、凍結条件下で水を吸収するメッシュ内のすべての細孔です。これらの毛穴の水は最終的に凍結し、膨張するにつれて、あなたと同じように亀裂が生じます。冷蔵庫の製氷皿でよく見かけます。各穴の亀裂は編組ワイヤの表面を容易に蛇行するため、メッシュを除氷するのにほとんど労力を必要としません。」
研究者らはステンシル表面で風洞試験を実施し、この処理は未処理の研磨表面よりも着氷を防ぐ効果が 95% 高いことを発見しました。ステンレススチールパネル。この新しい方法は化学処理が不要なため、風力タービン、電柱、送電線、ドローンに着氷する問題に対して、メンテナンスフリーの可能性のある解決策を提供します。
キッツィヒ氏はさらに、「旅客航空規制の範囲とそれに伴うリスクを考慮すると、航空機の翼を単純に金属メッシュで包むことは考えにくい」と付け加えた。
「しかし、いつか航空機の翼の表面に私たちが研究しているテクスチャが含まれる可能性があり、ペンギンの羽からインスピレーションを得た表面テクスチャと連携して、翼の表面で従来の除氷方法を組み合わせて除氷が行われるようになるでしょう。」
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