Po navdihu perja pingvinovih kril so raziskovalci razvili rešitev brez kemikalij za problem zaledenitve daljnovodov, vetrnih turbin in celo letalskih kril.
Kopičenje ledu lahko povzroči veliko škodo na infrastrukturi in v nekaterih primerih povzroči izpad električne energije.
Ne glede na to, ali gre za vetrne turbine, električne stolpe, drone ali letalska krila, so rešitve težav pogosto odvisne od delovno intenzivnih, dragih in energetsko intenzivnih tehnologij ter različnih kemikalij.
Skupina raziskovalcev s kanadske univerze McGill verjame, da je našla obetaven nov način za rešitev problema, potem ko so preučevali krila pingvinov Gentoo, ki plavajo v mrzlih vodah Antarktike in katerih kožuh ne zmrzne niti pri površinskih temperaturah.precej pod lediščem.
"Najprej smo raziskali lastnosti lotosovih listov, ki so zelo dobri pri dehidraciji, vendar se je izkazalo, da so manj učinkoviti pri dehidraciji," je povedala izredna profesorica Ann Kitzig, ki že skoraj desetletje išče rešitev.
"Šele ko smo začeli preučevati maso pingvinovega perja, smo odkrili naravni material, ki lahko odstrani vodo in led."
Mikroskopsko strukturo pingvinovega perja (na zgornji sliki) sestavljajo bodice in vejice, ki se odcepijo od osrednjega stebla perja s »kavlji«, ki povezujejo posamezne dlake perja skupaj in tvorijo preprogo.
Desna stran slike prikazuje kos nerjavečega jeklažicatkanino, ki so jo raziskovalci okrasili z nanožlebovi, ki posnemajo strukturno hierarhijo pingvinovih peres.
"Ugotovili smo, da večplastna razporeditev samih peres zagotavlja prepustnost za vodo, njihove nazobčane površine pa zmanjšujejo oprijem ledu," je povedal Michael Wood, eden od soavtorjev študije."Te kombinirane učinke smo lahko posnemali z lasersko obdelavo tkane žične mreže."
Kitzig pojasnjuje: »Morda se zdi protislovno, a ključ do zaledenitve so vse pore vmrežaki absorbirajo vodo v pogojih zmrzovanja.Voda v teh porah sčasoma zmrzne in ko se razširi, ustvari razpoke, tako kot vi.Vidimo ga v posodah za ledene kocke v hladilnikih.Potrebujemo zelo malo truda, da odstranimo led iz naše mreže, ker 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 bolj učinkovita pri preprečevanju zaledenitve kot neobdelane polirane plošče iz nerjavečega jekla.Ker ni potrebna nobena kemična obdelava, nova metoda ponuja potencialno rešitev brez vzdrževanja za problem nabiranja ledu na vetrnih turbinah, električnih stebrih in daljnovodih ter dronih.
Kitzig je dodal: »Glede na obseg predpisov o potniškem letalstvu in povezana tveganja je malo verjetno, da bi bilo krilo letala preprosto ovito v kovinomreža.”
"Vendar pa bo nekega dne površina krila letala morda vsebovala teksturo, ki jo preučujemo, in odledenitev bo nastala s kombinacijo tradicionalnih metod odmrzovanja na površini krila, ki bodo delovale v tandemu s površinskimi teksturami, ki so jih navdihnila krila pingvina."
© 2023 Inštitut za inženiring in tehnologijo.College of Engineering and Technology je registrirana kot dobrodelna ustanova v Angliji in Walesu (številka 211014) ter na Škotskem (številka SC038698).