IJsvorming op elektriciteitsleidingen kan grote schade aanrichten, waardoor mensen wekenlang zonder warmte en elektriciteit kunnen zitten.Op luchthavens kunnen vliegtuigen te maken krijgen met eindeloze vertragingen in afwachting van behandeling met giftige chemische oplosmiddelen.
Nu hebben Canadese onderzoekers echter een oplossing gevonden voor winterijsvorming uit een onwaarschijnlijke bron: ezelspinguïns.
In een deze week gepubliceerde studie hebben wetenschappers van de McGill University in Montreal eendraadgaasstructuur die zich rond elektriciteitsleidingen, de zijkanten van boten en zelfs vliegtuigen kan wikkelen en voorkomt dat chemicaliën worden gebruikt zonder het gebruik van chemicaliën.oppervlak.
Wetenschappers hebben zich laten inspireren door de vleugels van ezelspinguïns, die in de ijskoude wateren bij Antarctica zwemmen en ijsvrij blijven, zelfs als de temperatuur ver onder het vriespunt ligt.
"Dieren hebben... een heel zen manier om met de natuur te communiceren", zei Ann Kitzig, hoofdonderzoeker van het onderzoek, in een interview."Het zou iets kunnen zijn om naar te kijken en te repliceren."
IJsstormen veroorzaken meer schade, omdat de klimaatverandering de winterstormen ernstiger maakt.Vorig jaar in Texas ontwrichtten sneeuw en ijs het dagelijks leven en legden het elektriciteitsnet stil, waardoor miljoenen dagenlang zonder warmte, voedsel en water zaten en honderden doden vielen.
Wetenschappers, stadsfunctionarissen en leiders uit de industrie hebben lang moeite gehad om te voorkomen dat ijsstormen de winteractiviteiten zouden verstoren.Ze voorzien elektriciteitsleidingen, windturbines en vliegtuigvleugels van ontdooimiddelen of vertrouwen op chemische oplosmiddelen om deze snel te verwijderen.
Maar anti-icing-experts zeggen dat de oplossingen veel te wensen overlaten.De houdbaarheid van verpakkingsmaterialen is kort.Het gebruik van chemicaliën is tijdrovend en schadelijk voor het milieu.
Kitzig, wiens onderzoek zich richt op het gebruik van de natuur om complexe menselijke problemen op te lossen, heeft jarenlang geprobeerd de beste manier te vinden om met ijs om te gaan.In eerste instantie dacht ze dat het lotusblad een kandidaat zou kunnen zijn, omdat het van nature stroomt en reinigt.Maar wetenschappers realiseerden zich dat het niet zou werken bij zware regenval, zei ze.
Daarna gingen Kitzig en haar team naar de dierentuin van Montreal, de thuisbasis van ezelspinguïns.Ze waren geïntrigeerd door pinguïnveren en werkten samen om dieper in het ontwerp te duiken.
Ze ontdekten dat veren van nature ijs tegenhouden.Michael Wood, een onderzoeker aan het project met Kitzig, zei dat de veren in een hiërarchische volgorde zijn gerangschikt waardoor ze op natuurlijke wijze kunnen stromen, en dat hun natuurlijke stekelige oppervlak het vastplakken van ijs vermindert.
De onderzoekers repliceerden het ontwerp met behulp van lasertechnologie om een ​​geweven stof te creërendraadgaas.Vervolgens testten ze de hechting van het gaas op ijs in een windtunnel en ontdekten dat het 95 procent beter bestand was tegen ijsvorming dan een standaard roestvrijstalen oppervlak.Ze voegen eraan toe dat er ook geen chemische oplosmiddelen nodig zijn.
Degaaszou ook aan vliegtuigvleugels kunnen worden bevestigd, zei Kitzig, maar de vereisten van federale luchtvaartveiligheidsvoorschriften zouden het moeilijk maken om dergelijke ontwerpwijzigingen op korte termijn door te voeren.
Kevin Golovin, assistent-professor werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Toronto, zei dat het meest intrigerende deel van deze oplossing tegen ijsvorming is dat het draadgaas het duurzaam maakt.
Andere oplossingen, zoals anti-ijsvormingsrubber of op lotusbladeren geïnspireerde oppervlakken, zijn niet veerkrachtig.
“Ze werken heel goed in het laboratorium”, zegt Golovin, die niet bij het onderzoek betrokken was.“Ze vertalen daar niet goed.”