Iedvesmojoties no pingvīnu spārnu spalvām, pētnieki ir izstrādājuši bezķimikāliju risinājumu problēmai, kas saistīta ar apledojumu uz elektropārvades līnijām, vēja turbīnām un pat lidmašīnu spārniem.
Ledus uzkrāšanās var radīt milzīgus bojājumus infrastruktūrai un dažos gadījumos izraisīt strāvas padeves pārtraukumus.
Neatkarīgi no tā, vai tās ir vēja turbīnas, elektriskie torņi, droni vai lidmašīnu spārni, problēmu risinājumi bieži vien ir atkarīgi no darbietilpīgām, dārgām un energoietilpīgām tehnoloģijām, kā arī dažādām ķīmiskām vielām.
Pētnieku komanda no Kanādas Makgila universitātes uzskata, ka ir atraduši daudzsološu jaunu problēmas risināšanas veidu pēc Gentoo pingvīnu spārnu izpētes, kas peld vēsajos Antarktīdas ūdeņos un kuru kažokādas nesasalst pat virsmas temperatūrā.krietni zem sasalšanas punkta.
"Vispirms mēs izpētījām lotosa lapu īpašības, kas ļoti labi atūdeņo, bet atklājās, ka tās ir mazāk efektīvas dehidratācijā," sacīja asociētā profesore Ann Kitzig, kura gandrīz desmit gadus ir meklējusi risinājumu.
"Tikai tad, kad sākām pētīt pingvīnu spalvu masu, mēs atklājām dabisku materiālu, kas var noņemt gan ūdeni, gan ledu."
Pingvīna spalvu mikroskopiskā struktūra (attēlā iepriekš) sastāv no dzeloņstieņiem un zariem, kas atzarojas no centrālās spalvu kātiņas ar “āķiem”, kas savieno atsevišķus spalvu matiņus, veidojot paklāju.
Attēla labajā pusē ir redzams nerūsējošā tērauda gabalsvadsaudums, ko pētnieki ir izrotājuši ar nanorievām, kas atdarina pingvīnu spalvu strukturālo hierarhiju.
"Mēs atklājām, ka pašu spalvu slāņveida izvietojums nodrošina ūdens caurlaidību, un to robainās virsmas samazina ledus saķeri," sacīja Maikls Vuds, viens no pētījuma līdzautoriem."Mēs varējām atkārtot šos kombinētos efektus, apstrādājot austu stiepļu sietu ar lāzeru."
Kitcigs skaidro: “Tas var šķist neintuitīvi, taču pretapledojuma atslēga ir visas porasacskas sasalšanas apstākļos absorbē ūdeni.Ūdens šajās porās galu galā sasalst, un, paplašinoties, tas rada plaisas, tāpat kā jūs.Mēs to redzam ledus kubiņu paplātēs ledusskapjos.Mums ir jāpieliek ļoti maz pūļu, lai atkausētu mūsu sietu, jo plaisas katrā caurumā viegli līkumo pār 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 neapstrādāti pulēti nerūsējošā tērauda paneļi.Tā kā nav nepieciešama ķīmiska apstrāde, jaunā metode piedāvā potenciāli bezapkopes risinājumu ledus uzkrāšanās problēmai uz vēja turbīnām, elektrības stabiem un elektropārvades līnijām, kā arī bezpilota lidaparātiem.
Kitcigs piebilda: “Ņemot vērā pasažieru aviācijas regulējuma apjomu un ar to saistītos riskus, ir maz ticams, ka lidmašīnas spārns vienkārši tiktu ietīts ar metālu.acs”.
"Tomēr kādreiz gaisa kuģa spārna virsma var saturēt tekstūru, ko mēs pētām, un ledus atkausēšana notiks, kombinējot tradicionālās ledus atkausēšanas metodes uz spārna virsmas, darbojoties tandēmā ar virsmas faktūrām, kuras iedvesmojuši pingvīnu spārni."
© 2023 Inženierzinātņu un tehnoloģiju institūts.Inženierzinātņu un tehnoloģiju koledža ir reģistrēta kā labdarības organizācija Anglijā un Velsā (numurs 211014) un Skotijā (numurs SC038698).