Under den store isstormen i 1998, brakte isoppbygging på kraftledninger og poler det nordlige USA og det sørlige Canada til stillstand, og etterlot mange mennesker kalde og mørke i dager eller til og med uker.Enten det er vindturbiner, elektriske tårn, droner eller flyvinger, er avising ofte avhengig av metoder som er tidkrevende, dyre og/eller bruker mye energi og en rekke kjemikalier.Men ser på naturen, mener McGills forskere at de har funnet en lovende ny måte å løse problemet på.De ble inspirert av vingene til gentopingviner som svømmer i det iskalde vannet i Antarktis, og pelsen deres fryser ikke selv når den ytre overflatetemperaturen er godt under frysepunktet.
Vi undersøkte først egenskapene til lotusblader, som er veldig gode til å fjerne vann, men det viste seg at de er mindre effektive til å fjerne is, sa Ann Kitzig, som har lett etter løsninger i nesten et tiår og er adjunkt. .Doctor of Chemical Engineering ved McGill University, direktør for Laboratory for Biomimetic Surface Engineering: «Det var ikke før vi begynte å undersøke egenskapene til pingvinfjær at vi oppdaget et naturlig forekommende materiale som samtidig kaster vann og is.”
Debildetil venstre viser mikrostrukturen til en pingvinfjær (et nærbilde av en 10 mikron innsats tilsvarer 1/10 av bredden til et menneskehår for å gi en følelse av skala).Disse mothakene og kvistene er de sentrale stilkene til grenfjærene.."kroker" brukes til å feste individuelle fjærhår sammen for å danne en pute.Til høyre er en trådduk i rustfritt stål som forskerne dekorerte med nanoriller, og gjengir hierarkiet av pingvinfjærstrukturer (tråd med nanoriller på toppen).
"Vi fant at det hierarkiske arrangementet av fjærene i seg selv gir vannavgivende egenskaper, og deres taggete overflate reduserer isvedheft," forklarer Michael Wood, en nyutdannet student som jobber med Kitzig og en av medforfatterne av studien.Ny artikkel i ACS Applied Material Interfaces."Vi var i stand til å gjenskape disse kombinerte effektene med laserkuttet vevd trådnett."
Kitzig la til: "Det kan virke motintuitivt, men nøkkelen til å skille isen er alle porene i nettet som absorberer vann under fryseforhold.Vannet i disse porene fryser til slutt, og når det utvider seg, skaper det sprekker, akkurat som du ville vært i kjøleskapet.Det er det samme som sees i isbitbrettet.Vi trenger svært liten innsats for å fjerne isen fra nettet vårt, fordi sprekkene i hvert av disse hullene har en tendens til å slynge seg langs overflaten av disse flettede ledningene.»
Forskerne testet den stensilerte overflaten i en vindtunnel og fant at behandlingen var 95 % bedre til å motstå ising enn uinnpakket polerte rustfrie stålplater.Siden ingen kjemisk behandling er nødvendig, tilbyr den nye metoden en potensielt vedlikeholdsfri løsning på problemet med isdannelse på vindturbiner, tårn, kraftledninger og droner.
"Gitt antall passasjerluftfartsbestemmelser og de tilhørende risikoene, er det usannsynlig at flyvinger bare vil bli pakket inn i metallnett," la Kitzig til."Det er imidlertid mulig at overflaten til en flyvinge en dag kan ha den teksturen som vi studerer, og siden tradisjonelle avisingsmetoder fungerer sammen på vingeoverflaten, vil avising skje ved å smelte sammen pingvinvinger.inspirert av teksturen på overflaten."
"Pålitelige anti-isingsoverflater basert på dobbel funksjonalitet - mikrostrukturindusert isflaking med nanostrukturforbedret vannavstøtende overlegg", Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debre, Philippe Servio og Anne-Marie Kitzig i ACS Appl.alma mater.grensesnitt
McGill University, grunnlagt i 1821 i Montreal, Quebec, er det første universitetet i Canada.McGill University er konsekvent rangert blant de beste universitetene både nasjonalt og internasjonalt.Det er en verdenskjent institusjon for høyere utdanning med forskningsaktiviteter som spenner over tre campus, 11høyskoler, 13 profesjonelle høyskoler, 300 studieprogrammer og over 40 000 studenter, inkludert over 10 200 hovedfagsstudenter.McGill tiltrekker seg studenter fra over 150 land, og dets 12 800 internasjonale studenter utgjør 31 % av studentmassen.Mer enn halvparten av McGill-studentene sier at deres første språk ikke er engelsk, og omtrent 19 % av dem snakker fransk som førstespråk.