IJs op elektriciteitsleidingen kan grote schade aanrichten, waardoor mensen wekenlang zonder warmte en elektriciteit kunnen zitten.Op luchthavens kunnen vliegtuigen te maken krijgen met eindeloze vertragingen terwijl ze wachten tot ze worden bevroren met giftige chemische oplosmiddelen.
Nu hebben Canadese onderzoekers echter een oplossing voor hun winterijsprobleem gevonden uit een onverwachte bron: ezelspinguïns.
In een deze week gepubliceerde studie hebben wetenschappers van McGill University in Montreal een draad onthuldgaasstructuur die rond elektriciteitskabels, de zijkant van een boot of zelfs een vliegtuig kan worden gewikkeld en voorkomt dat ijs blijft plakken zonder gebruik van chemicaliën.oppervlak.
Wetenschappers hebben zich laten inspireren door de vleugels van ezelspinguïns, die in de ijskoude wateren bij Antarctica zwemmen, waardoor ze ijsvrij kunnen blijven, zelfs als de buitentemperatuur ver onder het vriespunt ligt.
“Dieren … gaan op een heel Zen-achtige manier met de natuur om”, zei Ann Kitzig, hoofdonderzoeker van het onderzoek, in een interview."Het zou iets kunnen zijn om naar te kijken en te repliceren."
Net zoals de klimaatverandering winterstormen intenser maakt, worden ijsstormen dat ook.Sneeuw en ijs ontwrichtten vorig jaar het dagelijkse leven in Texas, waardoor het elektriciteitsnet werd afgesloten, waardoor miljoenen dagenlang zonder warmte, voedsel en water zaten en honderden doden vielen.
Wetenschappers, stadsfunctionarissen en leiders uit de industrie werken er al lang aan om ervoor te zorgen dat ijsstormen het wintertransport niet verstoren.Ze hebben pakketten om draden, windturbines en vliegtuigvleugels te ontdooien, of ze vertrouwen op chemische oplosmiddelen om ijs snel te verwijderen.
Maar de-icing-experts zeggen dat deze oplossingen veel te wensen overlaten.De houdbaarheid van verpakkingsmaterialen is kort.Het gebruik van chemicaliën is tijdrovend en schadelijk voor het milieu.
Kitziger, wiens onderzoek zich richt op het gebruik van de natuur om complexe menselijke problemen op te lossen, heeft jarenlang geprobeerd betere manieren te vinden om met ijs om te gaan.In eerste instantie dacht ze dat het lotusblad een kandidaat zou kunnen zijn vanwege zijn natuurlijke drainage en zelfreinigende vermogen.Maar wetenschappers realiseerden zich dat het niet zou werken bij zware regenval, zei ze.
Daarna bezochten Kitzger en haar team de dierentuin in Montreal, waar ezelspinguïns leven.Ze waren geïntrigeerd door pinguïnveren en bestudeerden samen het ontwerp.
Ze ontdekten dat veren op natuurlijke wijze ijs blokkeren.Michael Wood, onderzoeker aan het project met Kitzger, zei dat de hiërarchische opstelling van de veren ervoor zorgt dat ze op natuurlijke wijze water kunnen afvoeren, en dat hun natuurlijke gekartelde oppervlak het vastplakken van ijs vermindert.
De onderzoekers repliceerden dit ontwerp met behulp van lasertechnologie om een ​​geweven draad te creërengaas.Vervolgens testten ze de hechting van het gaas aan ijs in een windtunnel en ontdekten dat het 95 procent beter bestand was tegen ijsvorming dan een standaard roestvrijstalen oppervlak.Chemische oplosmiddelen zijn ook niet nodig, voegde ze eraan toe.
Het gaas kan ook aan vliegtuigvleugels worden bevestigd, zei Kitziger, maar problemen met de federale luchtveiligheidsvoorschriften zullen het moeilijk maken om dergelijke ontwerpwijzigingen binnenkort door te voeren.
“Het meest intrigerende deel van deze oplossing tegen ijsvorming is dat het de draad isgaasdat maakt het duurzaam”, zegt Kevin Golovin, assistent-professor werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Toronto.
Andere oplossingen, zoals ijsbestendig rubber of op lotusbladeren geïnspireerde oppervlakken, zijn niet duurzaam.
“Ze werken heel goed in het laboratorium”, zegt Golovin, die niet bij het onderzoek betrokken was, “en zenden slecht uit daarbuiten.”