Med veliko ledeno nevihto leta 1998 je led zmrznil na daljnovodih in stebrih, kar je ohromilo severne Združene države in južno Kanado, mnoge pustilo v mrazu in temi več dni in celo tednov.Ne glede na to, ali gre za vetrne turbine, električne stolpe, brezpilotna letala ali letalska krila, se boj proti nalaganju ledu pogosto opira na metode, ki so zamudne, drage in/ali uporabljajo velike količine energije in različnih kemikalij.Če pogledamo naravo, McGillovi raziskovalci menijo, da so našli obetaven nov način za rešitev problema.Navdihnila so jih krila gentoo pingvinov, pingvinov, ki plavajo v ledenih vodah antarktičnega območja in katerih dlaka ne zmrzne niti, ko je temperatura zunanje površine krepko pod lediščem.
Najprej smo raziskovali lastnosti lotosovih listov, ki so odlični pri odvajanju vode, vendar se je izkazalo, da so manj učinkoviti pri odvajanju vode.je dejala Ann Kitzig, docentka za kemijsko inženirstvo na univerzi McGill in direktorica Biomimetic Surface Engineering Lab, ki že skoraj desetletje išče rešitev, material, ki lahko odstrani vodo in led.“
Leva slika prikazuje mikroskopsko strukturo pingvinovega perja (10-mikronski bližnji posnetek vložka je enakovreden 1/10 širine človeškega lasu, da dobite predstavo o obsegu).iz razvejanega perja.»Kljuke« se uporabljajo za spajanje posameznih dlak perja skupaj v preproge.Na desni je žica iz nerjavečega jeklakrpoki so jih raziskovalci okrasili z nanožlebovi, ki posnemajo hierarhijo strukture perja pingvina (kovinska žica z nanožlebovi na vrhu).
"Ugotovili smo, da večplastna razporeditev samih peres zagotavlja drenažne lastnosti, njihove nazobčane površine pa zmanjšujejo oprijem ledu," pojasnjuje Michael Wood, nedavno diplomirani študent, ki sodeluje s Kitzigerjem, ki je eden od soavtorjev študije.Avtorji so objavili nov članek v ACS Applied Material Interfaces."Te kombinirane učinke smo lahko posnemali z lasersko rezano žično mrežo."
Kitzig je dodal: »Morda se zdi nelogično, a ključ do taljenja ledu je, da vse pore na mreži absorbirajo vodo v pogojih zmrzovanja.Voda v teh porah zmrzne zadnja in ko se razširi, ustvari razpoke, kot jih vidite v posodah za ledene kocke v hladilniku.Za odstranitev ledu z rešetke potrebujemo zelo malo truda, saj se razpoke v vsaki luknji zlahka vijejo po površini teh pletenih žic.
Raziskovalci so izvedli teste v vetrovniku na šablonskih površinah in ugotovili, da je bila obdelava 95 odstotkov učinkovitejša pri preprečevanju zaledenitve kot neobložene polirane plošče iz nerjavečega jekla.Ker ni potrebna nobena kemična obdelava, nova metoda ponuja potencialno rešitev brez vzdrževanja za problem nastajanja ledu na vetrnih turbinah, električnih stebrih, daljnovodih in dronih.
»Glede na številne predpise o potniškem letalstvu in s tem povezana tveganja je malo verjetno, da bi bilo krilo letala preprosto ovito v kovinomreža,« je dodal Kitzig.»Vendar pa bo nekega dne lahko površina letalskega krila imela teksturo, ki jo preučujemo, in do odledenitve bo prišlo s kombinacijo tradicionalnih metod odmrzovanja, ki skupaj delujejo na krilu.Površina vključuje teksture po navdihu pingvinovih kril..površinska tekstura.«
»Zanesljive površine proti zmrzovanju, ki temeljijo na dvojni funkcionalnosti – luščenje ledu zaradi mikrostrukture in drenaža, okrepljena z nanostrukturo«, Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debret, Philippe Servio in Anne-Marie Kitzig, objavljeno v ACS Appl.mat.vmesnik
Univerza McGill, ustanovljena leta 1821 v Montrealu v Quebecu, je kanadska medicinska univerza številka ena.McGill je dosledno uvrščen med najboljše univerze v državi in na svetu.Je »svetovno znana« visokošolska ustanova z raziskovalnimi dejavnostmi v treh kampusih, 11 oddelkih, 13 strokovnih šolah, 300 študijskih programih in več kot 40.000 študenti, vključno z več kot 10.200 podiplomskimi študenti.McGill privablja študente iz več kot 150 držav, 12.800 mednarodnih študentov pa predstavlja 31 % študentskega telesa.Več kot polovica študentov McGill je materni govorec maternega jezika, ki ni angleščina, in približno 19 odstotkov teh študentov meni, da je francoščina njihov prvi jezik.
Čas objave: 2. avgust 2023