送電線に着氷すると大惨事が発生し、人々が数週間にわたり暖房や電気が使えなくなる可能性があります。空港では、飛行機は有毒な化学溶剤による氷からの処理を待っているため、際限なく遅延に直面する可能性があります。
しかし今回、カナダの研究者らは、ジェンツーペンギンという思いがけない原因から冬の氷結の解決策を発見した。
今週発表された研究で、モントリオールのマギル大学の科学者たちは、ワイヤー電線や船の舷側、航空機にまで巻き付け、薬品を使わずに薬品の使用を防ぐことができるメッシュ構造です。表面。
科学者たちは、南極近くの氷の海を泳ぎ、気温が氷点下でも氷がない状態を保つジェンツーペンギンの翼からインスピレーションを得た。
「動物は…非常に禅的な方法で自然とコミュニケーションを取っているのです」と、この研究の主任研究員であるアン・キッツィッヒ氏はインタビューで語った。「それは見て、真似すべきものかもしれません。」
気候変動により冬の嵐が激化するにつれ、氷嵐による被害はさらに拡大している。テキサス州では昨年、雪と氷で日常生活が混乱し、送電網が停止し、数百万人が数日間暖房、食料、水が不足し、数百人が死亡した。
科学者、市職員、業界のリーダーたちは、冬の間氷嵐を防ぐために長い間苦労してきました。送電線、風力タービン、飛行機の翼に除氷パックを供給したり、化学溶剤を使用して迅速に除去したりしています。
しかし、防氷の専門家らは、この修正にはまだ多くの要望が残されていると述べている。包装材の使用期限は短いです。化学物質の使用には時間がかかり、環境に有害です。
キッツィヒ氏は、自然を利用して人間の複雑な問題を解決することに焦点を当てた研究を行っており、氷に対処する最善の方法を見つけるために何年も費やしてきました。最初は、自然に流れて浄化してくれる蓮の葉が候補になるのではないかと考えていました。しかし科学者たちは、大雨の状況ではそれが機能しないことに気づいたという。
その後、キッツィグさんと彼女のチームは、ジェンツーペンギンの生息地であるモントリオール動物園へ行きました。彼らはペンギンの羽に興味を持ち、デザインをさらに深く調査するために協力しました。
彼らは、羽毛が自然に氷を保持していることを発見しました。キッツィヒ氏とのプロジェクトの研究者マイケル・ウッド氏によると、羽は自然に流れるように階層的な順序で配置されており、その自然なとがった表面により氷の付着が軽減されるという。
研究者らはレーザー技術を使用してデザインを複製し、編んだワイヤーを作成しました。メッシュ。次に、風洞内でメッシュの氷への密着性をテストしたところ、標準的なステンレス鋼の表面よりも着氷に対する耐性が 95% 高いことがわかりました。彼らは、化学溶剤も必要ないと付け加えています。
キッツィヒ氏は、このメッシュは航空機の翼に取り付けることもできるが、連邦航空安全規制の要件により、そのような設計変更を短期的に実施するのは困難になるだろうと述べた。
トロント大学機械工学助教授のケビン・ゴロビン氏は、この防氷ソリューションの最も興味深い部分はワイヤーであると述べた。メッシュそれが耐久性を高めます。
防氷ゴムや蓮の葉を模した表面などの他のソリューションには弾力性がありません。
「それらは研究室で非常にうまく機能します」と、研究には関与していないゴロビン氏は語った。「そこではうまく翻訳されません。」