Обледенение линий электропередач может нанести ущерб, оставив людей без тепла и электричества на несколько недель.В аэропортах самолеты могут столкнуться с бесконечными задержками в ожидании очистки ото льда токсичными химическими растворителями.
Однако теперь канадские исследователи нашли решение проблемы зимнего обледенения из маловероятного источника: папуасских пингвинов.
В исследовании, опубликованном на этой неделе, ученые из Университета Макгилла в Монреале представилипроволокасетчатая структура, которая может охватывать линии электропередач, борта лодок и даже самолетов и предотвращать использование химикатов без использования химикатов.поверхность.
Ученые черпали вдохновение из крыльев папуасских пингвинов, которые плавают в ледяных водах вблизи Антарктиды и остаются свободными ото льда, даже когда температура значительно ниже нуля.
«Животные обладают… очень дзен-способом общения с природой», — сказала в интервью Энн Китциг, ведущий исследователь исследования.«Это может быть что-то, что стоит посмотреть и повторить».
Ледяные бури наносят больший ущерб, поскольку изменение климата делает зимние бури более суровыми.В прошлом году в Техасе снег и лед нарушили повседневную жизнь и отключили энергосистему, оставив миллионы людей без тепла, еды и воды на несколько дней и убив сотни людей.
Ученые, городские власти и лидеры отрасли уже давно пытаются не допустить, чтобы ледяные бури помешали зимней работе.Они снабжают линии электропередач, ветряные турбины и крылья самолетов антиобледенителями или используют химические растворители для их быстрого удаления.
Но эксперты по борьбе с обледенением говорят, что исправления оставляют желать лучшего.Срок годности упаковочных материалов небольшой.Использование химикатов отнимает много времени и вредно для окружающей среды.
Китциг, чьи исследования сосредоточены на использовании природы для решения сложных человеческих проблем, потратил годы, пытаясь найти лучший способ борьбы со льдом.Сначала она подумала, что лист лотоса может быть кандидатом, потому что он естественным образом течет и очищает.Но ученые поняли, что это не сработает в условиях сильного дождя, сказала она.
После этого Китциг и ее команда отправились в Монреальский зоопарк, где обитают папуасские пингвины.Их заинтриговали перья пингвинов, и они объединились, чтобы глубже изучить дизайн.
Они обнаружили, что перья естественным образом удерживают лед.Майкл Вуд, исследователь проекта с Китцигом, сказал, что перья расположены в иерархическом порядке, что позволяет им свободно течь, а их естественная колючая поверхность уменьшает прилипание льда.
Исследователи воспроизвели дизайн, используя лазерную технологию, чтобы создать тканую ткань.проволокасетка.Затем они протестировали сцепление сетки со льдом в аэродинамической трубе и обнаружили, что она на 95 процентов более устойчива к обледенению, чем стандартная поверхность из нержавеющей стали.Они добавляют, что никаких химических растворителей также не требуется.
сеткаПо словам Китцига, также можно прикрепить к крыльям самолета, но требования федеральных правил воздушной безопасности затруднят реализацию таких конструктивных изменений в краткосрочной перспективе.
Кевин Головин, доцент кафедры машиностроения Университета Торонто, сказал, что самая интригующая часть этого противообледенительного решения заключается в том, что именно проволочная сетка делает его долговечным.
Другие решения, такие как противообледенительная резина или поверхности в виде листьев лотоса, не являются устойчивыми.
«Они очень хорошо работают в лаборатории», — сказал Головин, не принимавший участия в исследовании.«Там плохо переводят».