펭귄 날개 깃털에서 영감을 받아 연구원들은 전력선, 풍력 터빈, 심지어 비행기 날개의 결빙 문제에 대한 무화학 솔루션을 개발했습니다.
얼음이 쌓이면 인프라에 막대한 피해가 발생할 수 있으며 경우에 따라 정전이 발생할 수도 있습니다.
풍력 터빈, 전기 타워, 드론, 비행기 날개 등 문제에 대한 해결책은 노동 집약적이고 비용이 많이 들고 에너지 집약적인 기술과 다양한 화학 물질에 의존하는 경우가 많습니다.
캐나다 맥길대학교 연구팀은 남극의 추운 바다에서 헤엄치며 표면 온도에서도 모피가 얼지 않는 젠투 펭귄의 날개를 연구한 후 문제를 해결할 수 있는 유망한 새로운 방법을 찾았다고 믿고 있습니다.영점보다 훨씬 낮습니다.
거의 10년 동안 해결책을 찾아온 앤 키치그(Ann Kitzig) 부교수는 “연잎의 성질을 먼저 조사했는데, 탈수에는 매우 좋지만 탈수에는 효과가 떨어지는 것으로 나타났다”고 말했다.
“물과 얼음을 모두 제거할 수 있는 천연 물질을 발견한 것은 펭귄 깃털의 질량을 연구하기 시작한 이후였습니다.”
펭귄 깃털의 미세한 구조(위 사진)는 개별 깃털 털을 함께 연결하여 깔개를 형성하는 "고리"가 있는 중앙 깃털 줄기에서 갈라지는 미늘과 잔가지로 구성됩니다.
이미지의 오른쪽에는 스테인레스 조각이 표시됩니다.강철연구원들이 펭귄 깃털의 구조적 계층 구조를 모방한 나노홈으로 장식한 와이어 천.
연구 공동저자 중 한 명인 마이클 우드(Michael Wood)는 “우리는 깃털의 층상 배열 자체가 물 투과성을 제공하고 톱니 모양의 표면이 얼음 접착을 감소시킨다는 것을 발견했습니다.”라고 말했습니다."우리는 직조 와이어 메쉬의 레이저 가공을 통해 이러한 결합 효과를 재현할 수 있었습니다."
Kitzig는 다음과 같이 설명합니다. “직관에 어긋나는 것처럼 보일 수도 있지만 결빙 방지의 핵심은 얼음에 있는 모든 모공입니다.망사영하의 조건에서 물을 흡수하는 물질입니다.이 모공 속의 물은 결국 얼고, 팽창하면서 여러분과 마찬가지로 균열을 일으킵니다.우리는 냉장고의 얼음 트레이에서 그것을 볼 수 있습니다.각 구멍의 균열이 편조된 와이어 표면 위로 쉽게 구불구불하게 생기기 때문에 메쉬의 얼음을 제거하는 데 거의 노력이 필요하지 않습니다.”
연구원들은 스텐실 표면에 대해 풍동 테스트를 실시한 결과 처리가 처리되지 않은 광택 스테인레스 스틸 패널보다 결빙 방지에 95% 더 효과적이라는 것을 발견했습니다.화학적 처리가 필요하지 않기 때문에 새로운 방법은 풍력 터빈, 전신주, 전력선, 드론에 얼음이 쌓이는 문제에 대해 잠재적으로 유지 관리가 필요 없는 솔루션을 제공합니다.
Kitzig는 다음과 같이 덧붙였습니다. “승객 항공 규제의 범위와 관련된 위험을 고려할 때 항공기 날개를 단순히 금속으로 감싸는 것은 불가능합니다.망사.”
"그러나 언젠가는 항공기 날개 표면에 우리가 연구하고 있는 질감이 포함될 수 있으며 펭귄 날개에서 영감을 얻은 표면 질감과 함께 작동하는 날개 표면의 전통적인 제빙 방법을 결합하여 제빙이 이루어질 것입니다."
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