IJsafzetting op hoogspanningsleidingen kan grote schade aanrichten, waardoor mensen wekenlang zonder warmte en stroom kunnen zitten.Op luchthavens kunnen vliegtuigen te maken krijgen met eindeloze vertragingen terwijl ze wachten tot ze worden bevroren met giftige chemische oplosmiddelen.
Nu hebben Canadese onderzoekers echter een oplossing voor het ijsvormingsprobleem in de winter gevonden uit een onwaarschijnlijke bron: ezelspinguïns.
In een deze week gepubliceerde studie hebben wetenschappers van McGill University in Montreal een draad onthuldgaasstructuur die rond elektriciteitsleidingen, de zijkant van een boot of zelfs een vliegtuig kan worden gewikkeld en ijs buiten kan houden zonder het gebruik van chemicaliën.
Wetenschappers hebben zich laten inspireren door de vleugels van ezelspinguïns, die in de ijskoude wateren bij Antarctica zwemmen en erin slagen ijsvrij te blijven, zelfs als de buitentemperatuur ver onder het vriespunt ligt.
"Dieren hebben... een zeer zenlevensstijl ten opzichte van de natuur", zei Ann Kitzig, de hoofdonderzoeker van het onderzoek, in een interview."Het zou iets kunnen zijn om naar te kijken en te repliceren."
Nu de klimaatverandering de winterstormen intenser maakt, eisen ijsstormen hun tol.Vorig jaar in Texas ontwrichtten sneeuw en ijs het dagelijks leven en schakelden het elektriciteitsnet uit, waardoor miljoenen dagenlang zonder warmte, voedsel en water zaten en honderden mensen stierven.
Wetenschappers, stadsfunctionarissen en leiders uit de industrie hebben lang gevochten om te voorkomen dat ijsstormen de winterdiensten verstoren.Ze rusten elektriciteitsleidingen, windturbines en vliegtuigvleugels uit met ontdooifolie of vertrouwen op chemische oplosmiddelen om ijs snel te verwijderen.
Maar de-icing-experts zeggen dat deze 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 zijn, omdat het op natuurlijke wijze water afgeeft en zichzelf zuivert.Maar wetenschappers realiseerden zich dat het niet zou werken bij zware regenval, zei ze.
Daarna gingen Kitzig en haar team naar de dierentuin in Montreal, waar ezelspinguïns leven.Ze waren geïntrigeerd door pinguïnveren en werkten samen aan het ontwerp.
Ze ontdekten dat veren van nature ijs tegenhouden.Volgens Michael Wood, een onderzoeker die samen met Kitzig aan het project heeft gewerkt, zijn de veren in een hiërarchische volgorde gerangschikt waardoor ze op natuurlijke wijze water kunnen afvoeren, en vermindert hun natuurlijke stekelige oppervlak het vastplakken van ijs.
De onderzoekers repliceerden dit ontwerp met behulp van lasertechnologie om een ​​geweven draad te creërengaas.Vervolgens testten ze de hechting van het gaas aan ijs in een windtunnel en ontdekten dat het 95 procent effectiever was in het weerstaan ​​van ijsvorming dan een standaard roestvrijstalen oppervlak.Chemische oplosmiddelen zijn ook niet nodig, voegde ze eraan toe.
Het gaas kan ook aan vliegtuigvleugels worden bevestigd, zei Kitzig, maar de strikte beperkingen van de federale luchtvaartveiligheidsvoorschriften zullen het op korte termijn moeilijk maken dergelijke ontwerpwijzigingen door te voeren.
Kevin Golovin, assistent-professor werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Toronto, zei dat het meest aantrekkelijke aspect van deze ontdooioplossing is dat het draadgaas is, waardoor het duurzaam is.
Andere oplossingen, zoals ijsbestendig rubber of op lotusbladeren geïnspireerde oppervlakken, zijn niet duurzaam.
“Ze werken goed in het laboratorium”, zegt Golovin, die niet bij het onderzoek betrokken was, “en zenden slecht uit daarbuiten.”
Roestvrij stalen draadgaasis een soort geweven gaas gemaakt van hoogwaardig roestvrij staalstaaldraad.Het staat bekend om zijn duurzaamheid, sterkte en corrosieweerstandseigenschappen.Dit type gaas wordt gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder filtratie, scheiding, bescherming en versterking in verschillende industrieën, zoals de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, chemische verwerking, mijnbouw en architectuur.Het is verkrijgbaar in verschillende kwaliteiten en maten om aan specifieke eisen te voldoen.De weefpatronen die worden gebruikt in roestvrijstalen gaas zijn ook divers en kunnen variëren van gewone tot complexe weefsels.De meest voorkomende zijn platbinding, keperbinding, Nederlands weefsel en twilled Nederlands weefsel.