Počas Veľkej ľadovej búrky v roku 1998 zamrzol ľad na elektrických vedeniach a stĺpoch, čo ochromilo sever Spojených štátov a južnú Kanadu, pričom mnohých nechalo v chlade a tme niekoľko dní a dokonca týždňov.Či už ide o veterné turbíny, energetické veže, drony alebo krídla lietadiel, boj proti hromadeniu ľadu sa často spolieha na metódy, ktoré sú časovo náročné, drahé a/alebo využívajú veľké množstvo energie a rôznych chemikálií.Ale pri pohľade na prírodu si výskumníci McGillovej myslia, že našli nový sľubný spôsob, ako tento problém vyriešiť.Inšpirovali sa krídlami tučniakov gentoo, tučniakov, ktoré plávajú v ľadových vodách oblasti Antarktídy a ktorým srsť nezamŕza, ani keď je teplota vonkajšieho povrchu hlboko pod bodom mrazu.
Najprv sme skúmali vlastnosti lotosových listov, ktoré výborne odvádzajú vodu, no ukázalo sa, že sú menej účinné pri odvádzaní vody.povedala Ann Kitzig, odborná asistentka chemického inžinierstva na McGill University a riaditeľka laboratória Biomimetic Surface Engineering Lab, ktoré už takmer desať rokov hľadá riešenie, materiál, ktorý dokáže odstrániť vodu a ľad.“
Ľavý obrázok ukazuje mikroskopickú štruktúru peria tučniaka (10-mikrónový detail vložky zodpovedá 1/10 šírky ľudského vlasu, aby sme mali predstavu o mierke).z rozvetveného peria.„Háčiky“ sa používajú na spojenie jednotlivých chĺpkov peria do koberčekov.Na pravej strane je drôt z nehrdzavejúcej oceleplátnoktoré výskumníci skrášlili nanodrážkami, ktoré replikujú hierarchiu štruktúry pera tučniaka (kovový drôt s nanodrážkami navrchu).
„Zistili sme, že vrstvené usporiadanie samotného peria poskytuje drenážne vlastnosti a ich zúbkované povrchy znižujú lepenie ľadu,“ vysvetľuje Michael Wood, čerstvý postgraduálny študent pracujúci s Kitzigerom, ktorý je jedným zo spoluautorov štúdie.Autori publikovali nový článok v ACS Applied Material Interfaces."Tieto kombinované efekty sme dokázali replikovať pomocou laserom vyrezaného drôteného pletiva."
Kitzig dodal: „Môže sa to zdať neintuitívne, ale kľúčom k topeniu ľadu je, že všetky póry na sieťke absorbujú vodu v mrazivých podmienkach.Voda v týchto póroch zamrzne ako posledná, a keď sa zväčší, vytvorí praskliny, aké vidíte na formách na ľad v chladničke.Na odstránenie ľadu z mriežky potrebujeme veľmi málo úsilia, pretože trhliny v každom otvore sa ľahko kľukatia po povrchu týchto pletených drôtov.
Výskumníci vykonali testy vo veternom tuneli na povrchoch so šablónou a zistili, že ošetrenie bolo o 95 percent účinnejšie pri predchádzaní námraze ako nepotiahnuté panely z leštenej nehrdzavejúcej ocele.Keďže nie je potrebná žiadna chemická úprava, nová metóda ponúka potenciálne bezúdržbové riešenie problému tvorby ľadu na veterných turbínach, stĺpoch elektrického vedenia, elektrických vedeniach a dronoch.
„Vzhľadom na množstvo predpisov v oblasti osobnej leteckej dopravy a súvisiacich rizík je nepravdepodobné, že by krídlo lietadla bolo jednoducho zabalené do kovu.pletivo“ dodal Kitzig.„Jedného dňa však môže mať povrch krídla lietadla textúru, ktorú študujeme, a k odmrazovaniu dôjde kombináciou tradičných metód odmrazovania, ktoré spolupracujú na krídle.Povrch obsahuje textúry inšpirované krídlami tučniakov..štruktúra povrchu.“
„Spoľahlivé povrchy proti námraze založené na dvojitej funkčnosti – odlupovanie ľadu spôsobené mikroštruktúrou a drenáž zosilnená nanoštruktúrou“, od Michaela J. Wooda, Gregoryho Brocka, Juliette Debret, Philippe Servio a Anne-Marie Kitzig, publikované v ACS Appl.matné.rozhranie
McGill University, založená v Montreale v Quebecu v roku 1821, je kanadskou lekárskou univerzitou číslo jedna.McGill sa neustále radí medzi najlepšie univerzity v krajine a vo svete.Ide o „svetovo uznávanú“ inštitúciu vyššieho vzdelávania s výskumnými aktivitami na troch kampusoch, 11 katedrách, 13 odborných školách, 300 študijných programoch a viac ako 40 000 študentoch, vrátane viac ako 10 200 postgraduálnych študentov.McGill priťahuje študentov z viac ako 150 krajín a jej 12 800 zahraničných študentov tvorí 31 % jej študentov.Viac ako polovica študentov McGill sú rodenými hovorcami iného materinského jazyka ako angličtiny a približne 19 percent týchto študentov považuje francúzštinu za svoj prvý jazyk.