În timpul Marii Furtuni de Gheață din 1998, gheața a înghețat pe liniile electrice și pe stâlpi, paralizând nordul Statelor Unite și sudul Canadei, lăsând pe mulți în frig și întuneric zile și chiar săptămâni.Fie că este vorba de turbine eoliene, turnuri electrice, drone sau aripi de avion, lupta împotriva formării de gheață se bazează adesea pe metode care consumă mult timp, costisitoare și/sau folosesc cantități mari de energie și diverse substanțe chimice.Dar privind natură, cercetătorii de la McGill cred că au găsit o nouă modalitate promițătoare de a rezolva problema.S-au inspirat din aripile pinguinilor gentoo, pinguinii care înoată în apele înghețate ale regiunii antarctice, a căror blană nu îngheață nici măcar atunci când temperatura suprafeței exterioare este cu mult sub zero.
Am investigat mai întâi proprietățile frunzelor de lotus, care sunt excelente la absorbția apei, dar s-a dovedit că sunt mai puțin eficiente la absorbția apei.a spus Ann Kitzig, profesor asistent de inginerie chimică la Universitatea McGill și director al Laboratorului Biomimetic Surface Engineering, care caută de aproape un deceniu o soluție, un material care poate îndepărta apa și gheața.„
Imaginea din stânga arată structura microscopică a unei pene de pinguin (un prim-plan de 10 microni al inserției este echivalent cu 1/10 lățimea unui păr uman, pentru a da o idee de scară).din pene ramificate.„Cârligele” sunt folosite pentru a uni firele de păr individuale pentru a forma covoare.În dreapta este un fir de oțel inoxidabilpânzăpe care cercetătorii l-au înfrumusețat cu nanocaneluri, replicând ierarhia structurii pene de pinguin (sârmă metalică cu nanocaneuri în partea de sus).
„Am descoperit că aranjamentul stratificat al penelor în sine oferă proprietăți de drenaj, iar suprafețele lor zimțate reduc lipirea gheții”, explică Michael Wood, un student proaspăt absolvent care lucrează cu Kitziger, care este unul dintre co-autorii studiului.Autorii au publicat un nou articol în ACS Applied Material Interfaces.„Am reușit să reproducem aceste efecte combinate cu plase de sârmă tăiate cu laser.”
Kitzig a adăugat: „Poate părea contraintuitiv, dar cheia topirii gheții este că toți porii de pe plasă absorb apă în condiții de îngheț.Apa din acești pori este ultima care îngheață și, pe măsură ce se extinde, creează crăpături ca cele pe care le vedeți în tăvile pentru cuburi de gheață din frigider.Avem nevoie de foarte puțin efort pentru a îndepărta gheața din rețea, deoarece crăpăturile din fiecare gaură șerpuiesc ușor de-a lungul suprafeței acestor fire împletite.
Cercetătorii au efectuat teste în tunelul de vânt pe suprafețe șablonate și au descoperit că tratamentul a fost cu 95 la sută mai eficient în prevenirea înghețului decât panourile din oțel inoxidabil lustruit fără căptușeală.Deoarece nu este nevoie de tratament chimic, noua metodă oferă o soluție potențial fără întreținere la problema formării gheții pe turbinele eoliene, stâlpii electrici, liniile electrice și drone.
„Având în vedere numărul de reglementări ale aviației de pasageri și riscurile asociate, este puțin probabil ca aripa unui avion să fie pur și simplu înfășurată în metal.plasă”, a adăugat Kitzig.„Cu toate acestea, într-o zi, suprafața unei aripi de avion poate avea textura pe care o studiem, iar degivrarea va avea loc printr-o combinație de metode tradiționale de dezghețare care lucrează împreună pe aripă.Suprafața include texturi inspirate de aripile pinguinului..textura suprafetei."
„Suprafețe antigivrare fiabile bazate pe funcționalitate dublă – descuamarea gheții cauzată de microstructură și drenaj îmbunătățit de nanostructură”, de Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debret, Philippe Servio și Anne-Marie Kitzig, publicat în ACS Appl.mat.interfaţă
Fondată în Montreal, Quebec în 1821, Universitatea McGill este cea mai importantă universitate medicală din Canada.McGill este în mod constant clasat printre cele mai bune universități din țară și din lume.Este o instituție de învățământ superior „de renume mondial”, cu activități de cercetare în trei campusuri, 11 departamente, 13 școli profesionale, 300 de programe de studiu și peste 40.000 de studenți, inclusiv peste 10.200 de absolvenți.McGill atrage studenți din peste 150 de țări, iar cei 12.800 de studenți internaționali reprezintă 31% din corpul său studenți.Mai mult de jumătate dintre studenții de la McGill sunt vorbitori nativi ai unei alte limbi materne decât engleza și aproximativ 19% dintre acești studenți consideră franceza ca prima lor limbă.