Inspirați de penele aripilor de pinguin, cercetătorii au dezvoltat o soluție fără substanțe chimice la problema givrării pe liniile electrice, turbinele eoliene și chiar pe aripile de avion.
Acumularea de gheață poate provoca daune masive infrastructurii și, în unele cazuri, poate cauza întreruperi de curent.
Fie că este vorba de turbine eoliene, turnuri electrice, drone sau aripi de avion, soluțiile la probleme depind adesea de tehnologii care necesită forță de muncă, costisitoare și consumatoare de energie, precum și de diverse substanțe chimice.
O echipă de cercetători de la Universitatea McGill din Canada consideră că a găsit o nouă modalitate promițătoare de a rezolva problema după ce au studiat aripile pinguinilor gentoo, care înoată în apele reci din Antarctica și a căror blană nu îngheață nici măcar la temperaturi de suprafață.mult sub punctul de îngheț.
„Am investigat mai întâi proprietățile frunzelor de lotus, care sunt foarte bune la deshidratare, dar s-au dovedit a fi mai puțin eficiente la deshidratare”, a spus profesorul asociat Ann Kitzig, care caută o soluție de aproape un deceniu.
„Abia când am început să studiem masa de pene de pinguin, am descoperit un material natural care ar putea îndepărta atât apa, cât și gheața.”
Structura microscopică a penei unui pinguin (imaginea de mai sus) constă din ghimpe și crenguțe care se ramifică dintr-un ax central de pene cu „cârlige” care leagă firele de păr individuale pentru a forma un covor.
Partea dreaptă a imaginii arată o bucată dininoxidabilpânză de sârmă de oțel pe care cercetătorii au înfrumusețat-o cu nanocaneluri care imită ierarhia structurală a penelor de pinguin.
„Am descoperit că aranjamentul stratificat al penelor în sine asigură permeabilitatea apei, iar suprafețele lor zimțate reduc aderența gheții”, a spus Michael Wood, unul dintre co-autorii studiului.„Am reușit să reproducem aceste efecte combinate cu prelucrarea cu laser a plaselor de sârmă țesute.”
Kitzig explică: „Poate părea contra-intuitiv, dar cheia antigivrării sunt toți porii din plasă care absorb apa în condiții de îngheț.Apa din acești pori îngheață în cele din urmă și, pe măsură ce se extinde, creează crăpături, la fel ca tine.Îl vedem în tăvi pentru cuburi de gheață din frigidere.Avem nevoie de foarte puțin efort pentru a ne dezgheța plasa, deoarece fisurile din fiecare gaură șerpuiesc ușor pe suprafața 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 cel lustruit netratat.inoxidabilpanouri de otel.Deoarece nu este nevoie de tratament chimic, noua metodă oferă o soluție potențial fără întreținere la problema formării de gheață pe turbinele eoliene, stâlpi și linii electrice și drone.
Kitzig a adăugat: „Având în vedere domeniul de aplicare al reglementării aviației de pasageri și riscurile implicate, este puțin probabil ca o aripă de avion să fie pur și simplu înfășurată în plasă metalică”.
„Cu toate acestea, într-o zi, suprafața unei aripi de avion poate conține textura pe care o studiem, iar degivrarea va avea loc printr-o combinație de metode tradiționale de degivrare pe suprafața aripii, lucrând în tandem cu texturi de suprafață inspirate de aripile pinguinului.”
© 2023 Institutul de Inginerie și Tehnologie.Colegiul de Inginerie și Tehnologie este înregistrat ca organizație de caritate în Anglia și Țara Galilor (număr 211014) și Scoția (număr SC038698).