Zainspirowani piórami skrzydeł pingwinów naukowcy opracowali wolne od środków chemicznych rozwiązanie problemu oblodzenia linii energetycznych, turbin wiatrowych, a nawet skrzydeł samolotów.
Nagromadzenie lodu może spowodować ogromne szkody w infrastrukturze, a w niektórych przypadkach spowodować przerwy w dostawie prądu.
Niezależnie od tego, czy chodzi o turbiny wiatrowe, wieże elektryczne, drony czy skrzydła samolotów, rozwiązania problemów często zależą od pracochłonnych, kosztownych i energochłonnych technologii, a także różnych chemikaliów.
Zespół naukowców z kanadyjskiego Uniwersytetu McGill wierzy, że znalazł nowy, obiecujący sposób rozwiązania tego problemu po zbadaniu skrzydeł pingwinów białobrewych, które pływają w lodowatych wodach Antarktydy i których futro nie zamarza nawet na powierzchnitemperatury.znacznie poniżej punktu zamarzania.
„Najpierw zbadaliśmy właściwości liści lotosu, które bardzo dobrze radzą sobie z odwadnianiem, ale okazały się mniej skuteczne w odwadnianiu” – powiedziała profesor nadzwyczajna Ann Kitzig, która szukała rozwiązania od prawie dziesięciu lat.
„Dopiero gdy zaczęliśmy badać masę piór pingwinów, odkryliśmy naturalny materiał, który może usuwać zarówno wodę, jak i lód”.
Mikroskopijna struktura pióra pingwina (na zdjęciu powyżej) składa się z kolców i gałązek, które odchodzą od centralnego trzonu pióra z „haczykami”, które łączą poszczególne włosy z piór, tworząc dywanik.
Prawa strona zdjęcia przedstawia kawałek drucianej tkaniny ze stali nierdzewnej, którą badacze ozdobili nanorowkami imitującymi strukturalną hierarchię piór pingwina.
„Odkryliśmy, że jest to warstwa warstwowaukładsamych piór zapewnia przepuszczalność wody, a ich ząbkowane powierzchnie zmniejszają przyczepność lodu” – powiedział Michael Wood, jeden ze współautorów badania.„Udało nam się odtworzyć te połączone efekty dzięki obróbce laserowej tkanej siatki drucianej”.
Kitzig wyjaśnia: „Może się to wydawać sprzeczne z intuicją, ale kluczem do zapobiegania oblodzeniu są wszystkie pory w siatce, które pochłaniają wodę w warunkach zamarzania.Woda w tych porach w końcu zamarza, a gdy się rozszerza, tworzy pęknięcia, tak jak ty.Widzimy to w pojemnikach na kostki lodu w lodówkach.Odladzanie naszej siatki wymaga bardzo niewielkiego wysiłku, ponieważ pęknięcia w każdym otworze łatwo wiją się nad powierzchnią plecionych drutów.
Naukowcy przeprowadzili testy w tunelu aerodynamicznym na powierzchniach pokrytych szablonem i odkryli, że obróbka była o 95 procent skuteczniejsza w zapobieganiu oblodzeniu niż niepoddane obróbce polerowanie.nierdzewnypanele stalowe.Ponieważ nie jest wymagana żadna obróbka chemiczna, nowa metoda oferuje potencjalnie bezobsługowe rozwiązanie problemu gromadzenia się lodu na turbinach wiatrowych, słupach i liniach energetycznych oraz dronach.
Kitzig dodał: „Biorąc pod uwagę zakres przepisów dotyczących lotnictwa pasażerskiego i związane z tym ryzyko, jest mało prawdopodobne, aby skrzydło samolotu zostało po prostu owinięte metalową siatką”.
„Jednak pewnego dnia powierzchnia skrzydła samolotu może zawierać teksturę, którą badamy, a odladzanie będzie odbywać się poprzez połączenie tradycyjnych metod odladzania powierzchni skrzydła, w połączeniu z teksturami powierzchni inspirowanymi skrzydłami pingwina”.
© 2022 Instytut Inżynierii i Technologii. Institution of Engineering and Technology jest zarejestrowana jako organizacja charytatywna w Anglii i Walii (nr 211014) i Szkocji (nr SC038698). Institution of Engineering and Technology jest zarejestrowana jako organizacja charytatywna w Anglii i Walii (nr 211014) i Szkocji (nr SC038698).Instytut Inżynierii i Technologii jest zarejestrowany jako organizacja charytatywna w Anglii i Walii (numer 211014) oraz Szkocji (numer SC038698).College of Engineering and Technology jest zarejestrowany jako organizacja charytatywna w Anglii i Walii (numer 211014) oraz Szkocji (numer SC038698).