Isbildning på kraftledningar kan orsaka förödelse och lämna människor utan värme och ström i veckor.På flygplatser kan flygplan drabbas av oändliga förseningar medan de väntar på att bli isade med giftiga kemiska lösningsmedel.
Nu har dock kanadensiska forskare hittat en lösning på vinterisproblemet från en osannolik källa: Gentoo-pingviner.
I en studie som publicerades denna vecka har forskare vid McGill University i Montreal avslöjat en trådmaskastruktur som kan svepa runt kraftledningar, sidan av en båt eller till och med ett flygplan och hålla is ute utan användning av kemikalier.
Forskare har hämtat inspiration från vingarna på gentoopingviner, som simmar i det isiga vattnet nära Antarktis och lyckas hålla sig isfritt även när temperaturen utanför är långt under fryspunkten.
"Djur har ... en väldigt zen-livsstil med naturen," sa Ann Kitzig, studiens huvudforskare, i en intervju."Det kan vara något att titta på och replikera."
Eftersom klimatförändringarna gör vinterstormarna mer intensiva tar isstormarna ut sin rätt.I Texas förra året störde snö och is det dagliga livet och tog ut elnätet, vilket lämnade miljoner utan värme, mat och vatten i dagar och hundratals människor dog.
Forskare, stadstjänstemän och industriledare har länge kämpat för att isstormar inte ska störa vinterservicen.De utrustar kraftledningar, vindturbiner och flygplansvingar med avisningsfilm eller förlitar sig på kemiska lösningsmedel för att snabbt ta bort is.
Men avisningsexperter säger att dessa korrigeringar lämnar mycket övrigt att önska.Hållbarheten för förpackningsmaterial är kort.Användningen av kemikalier är tidskrävande och skadlig för miljön.
Kitzig, vars forskning fokuserar på att använda naturen för att lösa komplexa mänskliga problem, har ägnat år åt att försöka hitta det bästa sättet att hantera is.Först trodde hon att lotusbladet skulle vara en kandidat eftersom det naturligt släpper ut vatten och renar sig självt.Men forskare insåg att det inte skulle fungera under kraftiga regn, sa hon.
Efter det åkte Kitzig och hennes team till djurparken i Montreal, där gentoo-pingviner bor.De var fascinerade av pingvinfjädrar och arbetade tillsammans på designen.
De fann att fjädrar naturligt håller tillbaka is.Enligt Michael Wood, en forskare som arbetat med projektet med Kitzig, är fjädrarna ordnade i en hierarkisk ordning som gör att de naturligt kan släppa vatten, och deras naturliga taggiga yta minskar isstickning.
Forskarna replikerade denna design med laserteknik för att skapa en vävd trådmaska.De testade sedan nätets vidhäftning till is i en vindtunnel och fann att det var 95 procent effektivare för att motstå isbildning än en standardyta av rostfritt stål.Kemiska lösningsmedel behövs inte heller, tillade de.
Nätet kan också fästas på flygplansvingar, sa Kitzig, men de strikta begränsningarna av federala flygsäkerhetsföreskrifter kommer att göra sådana designändringar svåra att genomföra på kort sikt.
Kevin Golovin, biträdande professor i maskinteknik vid University of Toronto, sa att den mest attraktiva aspekten av denna avisningslösning är att den är trådnät, vilket gör den hållbar.
Andra lösningar, som isbeständigt gummi eller lotusbladsinspirerade ytor, är inte hållbara.
"De fungerar bra i labbet", sa Golovin, som inte var inblandad i studien, "och sänder dåligt utanför."
Rostfri ståltrådmaskaär en typ av vävt trådnät tillverkat av högkvalitativt rostfrittståltråd.Det är känt för sin hållbarhet, styrka och korrosionsbeständighet.Denna typ av trådnät används i en mängd olika applikationer inklusive filtrering, separation, skydd och förstärkning i olika industrier som mat och dryck, kemisk bearbetning, gruvdrift och arkitektur.Den finns i olika kvaliteter och storlekar för att uppfylla specifika krav.Vävmönstren som används i trådnät av rostfritt stål är också olika och kan variera från släta till komplexa vävar.De vanligaste inkluderar slätväv, kypertväv, holländsk väv och kypert holländsk väv.