1998. gada Lielās ledus vētras laikā ledus sasala uz elektrības vadiem un stabiem, paralizējot ASV ziemeļus un Kanādas dienvidus, daudzus atstājot aukstumā un tumsā uz dienām un pat nedēļām.Neatkarīgi no tā, vai tās ir vēja turbīnas, spēka torņi, droni vai lidmašīnu spārni, cīņa pret ledus uzkrāšanos bieži vien balstās uz metodēm, kas ir laikietilpīgas, dārgas un/vai izmanto lielu enerģijas daudzumu un dažādas ķīmiskas vielas.Taču, skatoties uz dabu, Makgila pētnieki domā, ka ir atraduši daudzsološu jaunu problēmas risināšanas veidu.Tos iedvesmojuši Antarktikas reģiona ledainajos ūdeņos peldošo džentū pingvīnu spārni, kuru kažoks nesasalst pat tad, ja ārējās virsmas temperatūra ir krietni zem sasalšanas.
Vispirms mēs izpētījām lotosa lapu īpašības, kas lieliski uzsūc ūdeni, taču izrādījās, ka tās ir mazāk efektīvas ūdens uzsūkšanā.sacīja Ann Kitzig, Makgila universitātes ķīmiskās inženierijas docente un Biomimetic Surface Engineering Lab direktore, kas gandrīz desmit gadus ir meklējusi risinājumu, materiālu, kas var noņemt ūdeni un ledu."
Kreisajā attēlā redzama pingvīna spalvas mikroskopiskā struktūra (10 mikronu ieliktņa tuvplāns atbilst 1/10 cilvēka mata platuma, lai sniegtu priekšstatu par mērogu).no sazarotām spalvām.“Āķi” tiek izmantoti atsevišķu spalvu matiņu savienošanai kopā, veidojot paklājus.Labajā pusē ir nerūsējošā tērauda stiepleaudumsko pētnieki ir izgreznojuši ar nanorievām, atkārtojot pingvīnu spalvu struktūras hierarhiju (metāla stieple ar nanorievām augšpusē).
"Mēs noskaidrojām, ka pašu spalvu slāņveida izkārtojums nodrošina drenāžas īpašības, un to robainās virsmas samazina ledus pielipšanu," skaidro Maikls Vuds, nesenais absolvents, kurš strādā ar Kitcigeru, kurš ir viens no pētījuma līdzautoriem.Autori ir publicējuši jaunu rakstu ACS Applied Material Interfaces."Mēs varējām atkārtot šos kombinētos efektus ar lāzeru izgrieztu stiepļu sietu."
Kitcigs piebilda: "Tas var šķist pretrunā, taču ledus kušanas atslēga ir tāda, ka visas poras uz sieta absorbē ūdeni sasalšanas apstākļos.Šajās porās esošais ūdens sasalst pēdējais, un, izplešoties, tas rada plaisas, piemēram, ledusskapja ledus kubiņu paplātes.Mums ir jāpieliek ļoti maz pūļu, lai noņemtu ledu no režģa, jo plaisas katrā caurumā viegli līkumo pa šo pīto stiepļu virsmu.
Pētnieki veica vēja tuneļa testus uz trafaretām virsmām un atklāja, ka apstrāde ir par 95 procentiem efektīvāka, lai novērstu apledojumu nekā neplaķēti pulēti nerūsējošā tērauda paneļi.Tā kā ķīmiskā apstrāde nav nepieciešama, jaunā metode piedāvā potenciāli bezapkopes risinājumu ledus veidošanās problēmai uz vēja turbīnām, elektrības stabiem, elektrolīnijām un droniem.
"Ņemot vērā pasažieru aviācijas noteikumu skaitu un ar tiem saistītos riskus, ir maz ticams, ka lidmašīnas spārns vienkārši tiktu ietīts ar metāluacs,” piebilda Kitcigs."Tomēr kādu dienu gaisa kuģa spārna virsmai var būt tāda tekstūra, kādu mēs pētām, un atledošana notiks, kombinējot tradicionālās atledošanas metodes, kas kopā darbojas uz spārna.Virsma ietver faktūras, ko iedvesmojuši pingvīnu spārni..virsmas tekstūra.
“Uzticamas pretapledojuma virsmas, kuru pamatā ir divējāda funkcionalitāte – mikrostruktūras izraisīta ledus plīvēšana un nanostruktūras uzlabota drenāža”, autori Maikls J. Vuds, Gregorijs Broks, Džuljeta Debreta, Filips Servio un Anne-Marija Kitciga, publicēts ACS Appl.matēts.interfeiss
Makgila universitāte, kas dibināta Monreālā, Kvebekā 1821. gadā, ir Kanādas medicīnas universitāte numur viens.McGill pastāvīgi tiek ierindots starp labākajām universitātēm valstī un pasaulē.Tā ir "pasaulē pazīstama" augstākās izglītības iestāde ar pētniecības aktivitātēm trīs pilsētiņās, 11 nodaļās, 13 profesionālajās skolās, 300 studiju programmās un vairāk nekā 40 000 studentu, tostarp vairāk nekā 10 200 absolventu.McGill piesaista studentus no vairāk nekā 150 valstīm, un tās 12 800 starptautiskie studenti veido 31% no studentu kopas.Vairāk nekā pusei Makgila studentu dzimtā valoda ir valoda, kas nav angļu valoda, un aptuveni 19 procenti šo studentu uzskata franču valodu par savu pirmo valodu.