Oblodzenie linii energetycznych może siać spustoszenie, pozbawiając ludzi tygodniami dostępu do ciepła i elektryczności.Na lotniskach samoloty mogą borykać się z niekończącymi się opóźnieniami w oczekiwaniu na leczenie z lodu toksycznymi rozpuszczalnikami chemicznymi.
Teraz jednak kanadyjscy badacze znaleźli rozwiązanie na zimowe oblodzenie z nieprawdopodobnego źródła: pingwinów białobrewych.
W badaniu opublikowanym w tym tygodniu naukowcy z Uniwersytetu McGill w Montrealu odkrylidrutstruktura siatkowa, która może owijać się wokół linii energetycznych, burt łodzi, a nawet samolotów i zapobiegać stosowaniu środków chemicznych bez użycia środków chemicznych.powierzchnia.
Naukowcy zainspirowali się skrzydłami pingwinów białobrewych, które pływają w lodowatych wodach w pobliżu Antarktydy i pozostają wolne od lodu nawet przy temperaturach znacznie poniżej zera.
„Zwierzęta mają… bardzo zenowy sposób komunikowania się z naturą” – powiedziała w wywiadzie Ann Kitzig, główna badaczka badania.„To może być coś do obejrzenia i odtworzenia”.
Burze lodowe powodują więcej szkód, ponieważ zmiany klimatyczne powodują, że burze zimowe stają się bardziej dotkliwe.W zeszłym roku w Teksasie śnieg i lód zakłóciły codzienne życie i spowodowały wyłączenie sieci energetycznej, pozbawiając miliony ludzi ciepła, żywności i wody na kilka dni, a setki zabijając.
Naukowcy, urzędnicy miejscy i liderzy branży od dawna walczą o to, aby burze lodowe nie zakłócały zimowej działalności.Zaopatrują linie energetyczne, turbiny wiatrowe i skrzydła samolotów w odladzacze lub polegają na rozpuszczalnikach chemicznych, aby je szybko usunąć.
Jednak eksperci ds. przeciwdziałania oblodzeniu twierdzą, że poprawki pozostawiają wiele do życzenia.Okres przydatności materiałów opakowaniowych jest krótki.Stosowanie środków chemicznych jest czasochłonne i szkodliwe dla środowiska.
Kitzig, którego badania skupiają się na wykorzystaniu natury do rozwiązywania złożonych problemów człowieka, spędził lata próbując znaleźć najlepszy sposób radzenia sobie z lodem.Na początku pomyślała, że ​​kandydatem może być liść lotosu, ponieważ w naturalny sposób spływa i oczyszcza.Naukowcy zdali sobie jednak sprawę, że nie sprawdzi się to w warunkach ulewnego deszczu – dodała.
Następnie Kitzig i jej zespół udali się do zoo w Montrealu, będącego domem dla pingwinów białobrewych.Byli zaintrygowani piórami pingwinów i połączyli siły, aby głębiej zagłębić się w projekt.
Odkryli, że pióra w naturalny sposób zatrzymują lód.Michael Wood, badacz biorący udział w projekcie wraz z Kitzigiem, powiedział, że pióra są ułożone w hierarchiczny sposób, który pozwala im na naturalny przepływ, a ich naturalna kolczasta powierzchnia ogranicza przywieranie lodu.
Naukowcy odtworzyli projekt, wykorzystując technologię laserową do stworzenia tkaninydrutsiatka.Następnie przetestowali przyczepność siatki do lodu w tunelu aerodynamicznym i odkryli, że jest ona o 95 procent bardziej odporna na oblodzenie niż standardowa powierzchnia ze stali nierdzewnej.Dodają, że nie są potrzebne żadne rozpuszczalniki chemiczne.
ThesiatkaKitzig stwierdził, że można je również przymocować do skrzydeł samolotów, ale wymogi federalnych przepisów dotyczących bezpieczeństwa lotniczego utrudniłyby wprowadzenie takich zmian projektowych w krótkim okresie.
Kevin Golovin, adiunkt inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie w Toronto, powiedział, że najbardziej intrygującą częścią tego rozwiązania przeciwoblodzeniowego jest to, że to właśnie druciana siatka zapewnia jego trwałość.
Inne rozwiązania, takie jak guma zapobiegająca oblodzeniu lub powierzchnie inspirowane liśćmi lotosu, nie są odporne.
„Bardzo dobrze sprawdzają się w laboratorium” – powiedział Golovin, który nie był zaangażowany w badanie.„Tam nie tłumaczą dobrze.”