Įkvėpti pingvino sparnų plunksnų, mokslininkai sukūrė be chemikalų sprendimą, kaip išspręsti elektros linijų, vėjo turbinų ir net lėktuvo sparnų apledėjimo problemą.
Ledo kaupimasis gali padaryti didžiulę žalą infrastruktūrai ir kai kuriais atvejais sukelti elektros energijos tiekimo nutraukimą.
Nesvarbu, ar tai būtų vėjo turbinos, elektriniai bokštai, dronai ar lėktuvo sparnai, problemų sprendimai dažnai priklauso nuo daug darbo reikalaujančių, brangių ir daug energijos reikalaujančių technologijų bei įvairių cheminių medžiagų.
Mokslininkų komanda iš Kanados McGill universiteto mano, kad ištyrę gentoo pingvinų sparnus, kurie plaukioja šaltuose Antarktidos vandenyse ir kurių kailis nesušąla net esant paviršiaus temperatūrai, atrado daug žadantį naują problemos sprendimo būdą.gerokai žemiau užšalimo taško.
„Pirmiausia ištyrėme lotoso lapų, kurie labai gerai išsausina, tačiau nustatė, kad jie yra mažiau veiksmingi, savybes“, – sakė docentė Ann Kitzig, sprendimo ieškojusi beveik dešimtmetį.
„Tik tada, kai pradėjome tirti pingvinų plunksnų masę, atradome natūralią medžiagą, galinčią pašalinti ir vandenį, ir ledą.
Mikroskopinė pingvino plunksnos struktūra (pavaizduota aukščiau) susideda iš spygliuočių ir šakelių, atsišakojančių nuo centrinės plunksnos koto su „kabliukais“, kurie sujungia atskirus plunksnų plaukus ir sudaro kilimėlį.
Dešinėje vaizdo pusėje rodoma dalisnerūdijantisplieninės vielos audinys, kurį mokslininkai papuošė nanogrioveliais, imituojančiais pingvinų plunksnų struktūrinę hierarchiją.
„Mes nustatėme, kad sluoksniuotas pačių plunksnų išdėstymas užtikrina vandens pralaidumą, o jų dantyti paviršiai sumažina ledo sukibimą“, – sakė vienas iš tyrimo bendraautorių Michaelas Woodas."Mes galėjome pakartoti šiuos kombinuotus efektus apdorojant austą vielos tinklą lazeriu."
Kitzigas paaiškina: „Tai gali atrodyti priešinga intuityvui, bet raktas į apsaugą nuo apledėjimo yra visos tinklelio poros, kurios sugeria vandenį užšalimo sąlygomis.Vanduo šiose porose ilgainiui užšąla, o plėsdamasis sukuria įtrūkimus, kaip ir jūs.Jį matome ledukų formelėse šaldytuvuose.Mums reikia labai mažai pastangų, kad pašalintume apledėjimą nuo tinklo, nes kiekvienoje skylėje esantys įtrūkimai lengvai vingiuoja per šių pintų laidų paviršių.
Tyrėjai atliko vėjo tunelio bandymus su trafaretiniais paviršiais ir nustatė, kad apdorojimas buvo 95 procentais veiksmingesnis užkertant kelią apledėjimui nei neapdorotas poliruotas.nerūdijantisplieninės plokštės.Kadangi nereikia jokio cheminio apdorojimo, naujasis metodas yra potencialiai priežiūros nereikalaujantis ledo kaupimosi ant vėjo turbinų, elektros stulpų ir elektros linijų bei dronų problemos sprendimas.
Kitzigas pridūrė: „Atsižvelgiant į keleivių aviacijos reguliavimo apimtį ir susijusią riziką, mažai tikėtina, kad orlaivio sparnas būtų tiesiog apvyniotas metaliniu tinkleliu.
„Tačiau kada nors orlaivio sparno paviršiuje gali būti mūsų tiriamos tekstūros, o ledo šalinimas įvyks derinant tradicinius ledo šalinimo metodus ant sparno paviršiaus, veikiant kartu su paviršiaus tekstūromis, įkvėptomis pingvino sparnų.
© 2023 Inžinerijos ir technologijos institutas.Inžinerijos ir technologijų koledžas yra registruotas kaip labdaros organizacija Anglijoje ir Velse (numeris 211014) ir Škotijoje (numeris SC038698).