ในช่วงพายุน้ำแข็งครั้งใหญ่ในปี 1998 น้ำแข็งได้แข็งตัวบนสายไฟและเสาไฟฟ้า ส่งผลให้ทางตอนเหนือของสหรัฐอเมริกาและแคนาดาตอนใต้เป็นอัมพาต ส่งผลให้หลายคนต้องอยู่ในความหนาวเย็นและความมืดมิดเป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ไม่ว่าจะเป็นกังหันลม หอคอยไฟฟ้า โดรน หรือปีกเครื่องบิน การต่อสู้กับการสะสมของน้ำแข็งมักอาศัยวิธีการที่ใช้เวลานาน มีราคาแพง และ/หรือใช้พลังงานจำนวนมากและสารเคมีต่างๆแต่เมื่อมองดูธรรมชาติแล้ว นักวิจัยของแมคกิลล์คิดว่าพวกเขาได้พบวิธีใหม่ที่มีแนวโน้มในการแก้ปัญหาพวกเขาได้รับแรงบันดาลใจจากปีกของนกเพนกวิน Gentoo ซึ่งเป็นนกเพนกวินที่แหวกว่ายในน่านน้ำแข็งของภูมิภาคแอนตาร์กติก ซึ่งขนของมันจะไม่แข็งตัวแม้ว่าอุณหภูมิพื้นผิวด้านนอกจะต่ำกว่าจุดเยือกแข็งก็ตาม
ขั้นแรกเราได้ตรวจสอบคุณสมบัติของใบบัวซึ่งดูดซับน้ำได้ดีเยี่ยม แต่ปรากฏว่าใบบัวมีประสิทธิภาพในการดูดซับน้ำได้น้อยกว่าAnn Kitzig ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีที่มหาวิทยาลัย McGill และผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการวิศวกรรมพื้นผิว Biomimetic ซึ่งมองหาวิธีแก้ปัญหามาเกือบทศวรรษ ซึ่งเป็นวัสดุที่สามารถกำจัดน้ำและน้ำแข็ง กล่าว“
ภาพด้านซ้ายแสดงโครงสร้างด้วยกล้องจุลทรรศน์ของขนนกเพนกวิน (ส่วนแทรกขนาด 10 ไมครอนในระยะใกล้จะเท่ากับ 1/10 ของความกว้างของเส้นผมมนุษย์ เพื่อให้ทราบถึงขนาด)จากขนที่แตกกิ่งก้าน“ตะขอ” ใช้ต่อขนขนนกแต่ละเส้นเข้าด้วยกันเป็นพรมด้านขวาเป็นลวดสแตนเลสผ้าที่นักวิจัยได้ประดับประดาด้วย nanogrooves โดยจำลองลำดับชั้นของโครงสร้างขนนกเพนกวิน (ลวดโลหะที่มี nanogrooves อยู่ด้านบน)
“เราพบว่าการเรียงตัวของขนเป็นชั้นๆ นั้นมีคุณสมบัติในการระบายน้ำ และพื้นผิวที่เป็นฟันปลาของพวกมันก็ช่วยลดการเกาะตัวของน้ำแข็ง” Michael Wood นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ที่ทำงานร่วมกับ Kitziger ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ร่วมเขียนการศึกษานี้ อธิบายผู้เขียนได้ตีพิมพ์บทความใหม่ใน ACS Applied Material Interfaces“เราสามารถจำลองเอฟเฟกต์ที่รวมกันเหล่านี้ได้ด้วยลวดตาข่ายที่ตัดด้วยเลเซอร์”
Kitzig กล่าวเสริมว่า “มันอาจดูขัดกับสัญชาตญาณ แต่กุญแจสำคัญในการละลายน้ำแข็งก็คือรูพรุนทั้งหมดบนตาข่ายจะดูดซับน้ำภายใต้สภาวะเยือกแข็งน้ำในรูพรุนเหล่านี้เป็นน้ำสุดท้ายที่จะแข็งตัว และเมื่อมันขยายออก ก็จะทำให้เกิดรอยแตกเหมือนที่คุณเห็นในถาดน้ำแข็งในตู้เย็นเราต้องใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อยในการเอาน้ำแข็งออกจากตะแกรง เนื่องจากรอยแตกในแต่ละรูจะคดเคี้ยวไปตามพื้นผิวของสายถักเหล่านี้ได้ง่าย
นักวิจัยได้ทำการทดสอบอุโมงค์ลมบนพื้นผิวที่มีลายฉลุ และพบว่าการบำบัดดังกล่าวมีประสิทธิภาพในการป้องกันน้ำแข็งได้มากกว่าแผงสแตนเลสขัดเงาที่ไม่หุ้มถึง 95 เปอร์เซ็นต์เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมี วิธีการใหม่นี้จึงเป็นวิธีแก้ปัญหาที่อาจไม่ต้องบำรุงรักษาสำหรับปัญหาการก่อตัวของน้ำแข็งบนกังหันลม เสาไฟฟ้า สายไฟ และโดรน
“เมื่อพิจารณาจากกฎระเบียบด้านการบินของผู้โดยสารจำนวนมากและความเสี่ยงที่เกี่ยวข้อง ปีกเครื่องบินไม่น่าจะถูกหุ้มด้วยโลหะตาข่าย” คิทซิกกล่าวเสริม“อย่างไรก็ตาม วันหนึ่งพื้นผิวของปีกเครื่องบินอาจมีพื้นผิวแบบที่เรากำลังศึกษาอยู่ และการแยกน้ำแข็งจะเกิดขึ้นผ่านการผสมผสานวิธีการแยกน้ำแข็งแบบดั้งเดิมที่ทำงานร่วมกันบนปีกพื้นผิวมีพื้นผิวที่ได้รับแรงบันดาลใจจากปีกนกเพนกวิน. พื้นผิว”
“พื้นผิวป้องกันน้ำแข็งที่เชื่อถือได้โดยใช้ฟังก์ชันการทำงานแบบคู่ ได้แก่ เกล็ดน้ำแข็งที่เกิดจากโครงสร้างจุลภาคและการระบายน้ำที่ได้รับการปรับปรุงด้วยโครงสร้างนาโน” โดย Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debret, Philippe Servio และ Anne-Marie Kitzig ตีพิมพ์ใน ACS Applแมตต์.อินเทอร์เฟซ
McGill University ก่อตั้งขึ้นในเมืองมอนทรีออล รัฐควิเบก ในปี พ.ศ. 2364 เป็นมหาวิทยาลัยการแพทย์อันดับหนึ่งของแคนาดาMcGill ได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งในมหาวิทยาลัยที่ดีที่สุดในประเทศและทั่วโลกอย่างต่อเนื่องเป็นสถาบันการศึกษาระดับอุดมศึกษาที่ "มีชื่อเสียงระดับโลก" โดยมีกิจกรรมการวิจัยใน 3 วิทยาเขต, 11 แผนก, โรงเรียนวิชาชีพ 13 แห่ง, หลักสูตรการศึกษา 300 หลักสูตร และนักศึกษามากกว่า 40,000 คน รวมถึงนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษามากกว่า 10,200 คนMcGill ดึงดูดนักศึกษาจากกว่า 150 ประเทศ และนักศึกษานานาชาติ 12,800 คนคิดเป็น 31% ของนักศึกษาทั้งหมดนักเรียน McGill มากกว่าครึ่งหนึ่งเป็นเจ้าของภาษาที่พูดภาษาแม่ที่ไม่ใช่ภาษาอังกฤษ และนักเรียนประมาณ 19 เปอร์เซ็นต์ถือว่าภาษาฝรั่งเศสเป็นภาษาแรกของพวกเขา