За време на Големата ледена бура од 1998 година, таложењето мраз на далноводите и столбовите ги доведе во застој северниот дел на Соединетите Американски Држави и јужна Канада, оставајќи многу луѓе студени и темни со денови или дури и недели.Без разлика дали се работи за турбини на ветер, електрични кули, беспилотни летала или крила на авиони, одмрзнувањето често се потпира на методи кои одземаат многу време, скапи и/или користат многу енергија и различни хемикалии.Но, гледајќи ја природата, истражувачите на Мекгил мислат дека нашле ветувачки нов начин за решавање на проблемот.Тие биле инспирирани од крилата на џенту пингвините кои пливаат во ледените води на Антарктикот, а нивното крзно не замрзнува дури и кога температурата на надворешната површина е многу под нулата.
Прво ги истраживме својствата на листовите од лотос, кои се многу добри во отстранувањето на водата, но се покажа дека тие се помалку ефикасни во отстранувањето на мразот“, рече Ен Кициг, која бара решенија речиси една деценија и е доцент. .Доктор по хемиски инженеринг на Универзитетот Мекгил, директор на Лабораторијата за биомиметичко површинско инженерство: „Дури кога почнавме да ги истражуваме својствата на пердувите на пингвин откривме природен материјал кој истовремено фрла вода и мраз.”
Насликалево ја покажува микроструктурата на пердувот на пингвин (одблиску на вметнување од 10 микрони одговара на 1/10 од ширината на човечкото влакно за да даде чувство на размер).Овие боцки и гранчиња се централните стебла на разгранетите пердуви..„Кадките“ се користат за спојување на поединечни влакна од пердуви за да формираат перница.На десната страна е жица од нерѓосувачки челик што истражувачите ја украсиле со наножлебови, репродуцирајќи ја хиерархијата на структурите на пердуви на пингвин (жица со наножлебови на врвот).
„Откривме дека хиерархискиот распоред на самите пердуви обезбедува својства за ослободување вода, а нивната назабена површина ја намалува адхезијата на мразот“, објаснува Мајкл Вуд, неодамнешен дипломиран студент кој работи со Кициг и еден од коавторите на студијата.Нова статија во ACS Applied Material Interfaces.„Успеавме да ги реплицираме овие комбинирани ефекти со ласерски исечена плетена жичана мрежа“.
Кициг додаде: „Можеби изгледа контраинтуитивно, но клучот за одвојување на мразот се сите пори во мрежата што апсорбираат вода во услови на замрзнување.Водата во тие пори на крајот се замрзнува, и како што се шири, создава пукнатини, исто како што би биле во фрижидер.Тоа е исто како што се гледа во садот за коцки мраз.Ни треба многу малку напор за да го отстраниме мразот од нашата мрежа бидејќи пукнатините во секоја од овие дупки имаат тенденција да се навиваат по површината на овие плетени жици“.
Истражувачите ја тестирале матрицата на површината во тунел за ветер и откриле дека третманот е 95% подобар во отпорот на мраз отколку незавитканите полиран лимови од нерѓосувачки челик.Бидејќи не е потребен хемиски третман, новиот метод нуди потенцијално решение без одржување на проблемот со формирањето мраз на турбините на ветер, кулите, далноводите и беспилотните летала.
„Со оглед на бројот на регулативи за патничка авијација и поврзаните ризици, малку е веројатно дека крилата на авионот едноставно ќе бидат обвиткани во метална мрежа“, додаде Кициг.„Можно е, сепак, еден ден површината на крилото на авионот да ја има текстурата што ја проучуваме, и бидејќи традиционалните методи на одмрзнување работат заедно на површината на крилото, одмрзнувањето ќе се случи со спојување на крилата на пингвин.инспириран од текстурата на површината“.
„Сигурни површини против мраз засновани на двојна функционалност – лупење мраз предизвикано од микроструктура со прекривка за водоотпорност засилена со наноструктура“, Мајкл Џеј Вуд, Грегори Брок, Жулиет Дебре, Филип Сервио и Ен-Мари Кициг во апликацијата ACS.алма матер.интерфејс
Универзитетот Мекгил, основан во 1821 година во Монтреал, Квебек, е универзитет број еден во Канада.Универзитетот Мекгил е постојано рангиран меѓу најдобрите универзитети и на национално и на меѓународно ниво.Тоа е светски позната институција за високо образование со истражувачки активности кои опфаќаат три кампуси, 11колеџи, 13 стручни колеџи, 300 студиски програми и над 40.000 студенти, вклучително и над 10.200 дипломирани студенти.Мекгил привлекува студенти од над 150 земји, а неговите 12.800 странски студенти сочинуваат 31% од студентското тело.Повеќе од половина од студентите на Мекгил велат дека нивниот прв јазик не е англискиот, а околу 19% од нив зборуваат француски како свој прв јазик.