Počas Veľkej ľadovej búrky v roku 1998 nahromadenie ľadu na elektrických vedeniach a stĺpoch zastavilo sever Spojených štátov a južnú Kanadu, takže mnoho ľudí zostalo chladných a temných niekoľko dní alebo dokonca týždňov.Či už ide o veterné turbíny, elektrické veže, drony alebo krídla lietadiel, odstraňovanie námrazy sa často spolieha na metódy, ktoré sú časovo náročné, drahé a/alebo využívajú veľa energie a množstvo chemikálií.Ale pri pohľade na prírodu si výskumníci McGillovej myslia, že našli nový sľubný spôsob, ako tento problém vyriešiť.Inšpirovali sa krídlami tučniakov gentoo plávajúcich v ľadových vodách Antarktídy a ich srsť nemrzne, ani keď je vonkajšia povrchová teplota hlboko pod bodom mrazu.
Najprv sme skúmali vlastnosti lotosových listov, ktoré sú veľmi dobré pri odstraňovaní vody, ale ukázalo sa, že sú menej účinné pri odstraňovaní ľadu,“ povedala Ann Kitzig, ktorá hľadá riešenia už takmer desaťročie a je odbornou asistentkou. .Doktor chemického inžinierstva na McGill University, riaditeľ laboratória pre biomimetické povrchové inžinierstvo: „Až keď sme začali skúmať vlastnosti peria tučniakov, objavili sme prirodzene sa vyskytujúci materiál, ktorý súčasne vypúšťa vodu a ľad.“
Theobrázokvľavo ukazuje mikroštruktúru pera tučniaka (blízka 10 mikrónová vložka zodpovedá 1/10 šírky ľudského vlasu, aby sa získal pocit mierky).Tieto ostne a vetvičky sú centrálnymi stonkami rozvetveného peria..„Háčiky“ sa používajú na spojenie jednotlivých chĺpkov peria, aby vytvorili vankúš.Vpravo je drôtená tkanina z nehrdzavejúcej ocele, ktorú výskumníci ozdobili nanodrážkami, ktoré reprodukujú hierarchiu štruktúr tučniačieho peria (drôt s nanodrážkami navrchu).
„Zistili sme, že hierarchické usporiadanie samotného peria poskytuje vlastnosti uvoľňujúce vodu a ich zúbkovaný povrch znižuje priľnavosť ľadu,“ vysvetľuje Michael Wood, čerstvý postgraduálny študent spolupracujúci s Kitzigom a jedným zo spoluautorov štúdie.Nový článok v ACS Applied Material Interfaces."Tieto kombinované efekty sme dokázali replikovať pomocou laserom vyrezaného tkaného drôteného pletiva."
Kitzig dodal: „Môže sa to zdať neintuitívne, ale kľúčom k oddeleniu ľadu sú všetky póry v sieťke, ktoré v mrazivých podmienkach absorbujú vodu.Voda v týchto póroch nakoniec zamrzne a ako sa rozťahuje, vytvára praskliny, presne ako v chladničke.Je to rovnaké ako v zásobníku na kocky ľadu.Potrebujeme len veľmi málo úsilia na odstránenie ľadu z našej siete, pretože trhliny v každej z týchto dier majú tendenciu kľukatiť sa pozdĺž povrchu týchto pletených drôtov."
Vedci testovali šablónovaný povrch vo veternom tuneli a zistili, že úprava odoláva námraze o 95 % lepšie ako nezabalené leštené plechy z nehrdzavejúcej ocele.Keďže nie je potrebná žiadna chemická úprava, nová metóda ponúka potenciálne bezúdržbové riešenie problému tvorby ľadu na veterných turbínach, vežiach, elektrických vedeniach a dronoch.
„Vzhľadom na množstvo predpisov v oblasti osobnej leteckej dopravy a súvisiacich rizík je nepravdepodobné, že krídla lietadla budú jednoducho zabalené do kovovej siete,“ dodal Kitzig.„Je však možné, že jedného dňa môže mať povrch krídla lietadla štruktúru, ktorú študujeme, a keďže tradičné metódy odmrazovania spolupracujú na povrchu krídla, k odmrazovaniu dôjde spojením krídel tučniakov.inšpirované textúrou povrchu.“
„Spoľahlivé povrchy proti námraze založené na dvojitej funkčnosti – odlupovanie ľadu vyvolané mikroštruktúrou s vodoodpudivou vrstvou so zvýšenou nanoštruktúrou“, Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debre, Philippe Servio a Anne-Marie Kitzig v ACS Appl.alma mater.rozhranie
Univerzita McGill, založená v roku 1821 v Montreale v Quebecu, je univerzitou číslo jeden v Kanade.McGill University sa neustále radí medzi najlepšie univerzity na národnej aj medzinárodnej úrovni.Ide o svetovo uznávanú inštitúciu vyššieho vzdelávania s výskumnými aktivitami v troch kampusoch, 11vysokých škôl, 13 odborných vysokých škôl, 300 študijných programov a vyše 40 000 študentov, z toho vyše 10 200 postgraduálnych študentov.McGill priťahuje študentov z viac ako 150 krajín a jeho 12 800 zahraničných študentov tvorí 31 % študentov.Viac ako polovica študentov McGill tvrdí, že ich prvým jazykom nie je angličtina a asi 19 % z nich hovorí ako prvý jazyk po francúzsky.