Lód na liniach energetycznych może siać spustoszenie, pozbawiając ludzi tygodniami dostępu do ciepła i prądu.Na lotniskach samoloty mogą borykać się z niekończącymi się opóźnieniami w oczekiwaniu na oblodzenie toksycznymi rozpuszczalnikami chemicznymi.
Teraz jednak kanadyjscy badacze znaleźli rozwiązanie problemu zimowego oblodzenia z nieoczekiwanego źródła: pingwinów białobrewych.
W badaniu opublikowanym w tym tygodniu naukowcy z Uniwersytetu McGill w Montrealu odkryli drutsiatkakonstrukcję, którą można owinąć wokół linii energetycznych, burty łodzi lub nawet samolotu i zapobiegać przywieraniu lodu bez użycia środków chemicznych.powierzchnia.
Naukowcy zainspirowali się skrzydłami pingwinów białobrewych, które pływają w lodowatych wodach w pobliżu Antarktydy, co pozwala im pozostać wolnymi od lodu nawet wtedy, gdy temperatury na zewnątrz są znacznie poniżej zera.
„Zwierzęta […] wchodzą w interakcję z naturą w sposób bardzo przypominający zen” – powiedziała w wywiadzie Ann Kitzig, główna badaczka badania.„To może być coś do obejrzenia i odtworzenia”.
Podobnie jak zmiany klimatyczne powodują, że burze zimowe stają się coraz bardziej intensywne, tak samo jest z burzami lodowymi.W zeszłym roku śnieg i lód zakłóciły codzienne życie w Teksasie, wyłączając sieć energetyczną, pozbawiając miliony ludzi ciepła, żywności i wody na kilka dni, a setki zabijając.
Naukowcy, urzędnicy miejscy i liderzy branży od dawna pracują nad tym, aby burze lodowe nie zakłócały zimowego transportu.Mają zestawy do odladzania przewodów, turbin wiatrowych i skrzydeł samolotów lub korzystają z rozpuszczalników chemicznych, aby szybko usunąć lód.
Jednak eksperci ds. odladzania twierdzą, że te poprawki pozostawiają wiele do życzenia.Okres przydatności materiałów opakowaniowych jest krótki.Stosowanie środków chemicznych jest czasochłonne i szkodliwe dla środowiska.
Kitziger, którego badania koncentrują się na wykorzystaniu natury do rozwiązywania złożonych problemów ludzkich, spędził lata próbując znaleźć lepsze sposoby zarządzania lodem.Początkowo pomyślała, że ​​kandydatem może być liść lotosu ze względu na jego naturalne właściwości drenażowe i samooczyszczające.Naukowcy zdali sobie jednak sprawę, że nie sprawdzi się to w warunkach ulewnego deszczu – dodała.
Następnie Kitzger i jej zespół odwiedzili zoo w Montrealu, w którym żyją pingwiny białobrewe.Byli zaintrygowani piórami pingwinów i wspólnie studiowali projekt.
Odkryli, że pióra w naturalny sposób blokują lód.Michael Wood, badacz projektu z Kitzgerem, powiedział, że hierarchiczne ułożenie piór pozwala im w naturalny sposób odprowadzać wodę, a ich naturalne ząbkowane powierzchnie zmniejszają przywieranie lodu.
Naukowcy odtworzyli ten projekt, korzystając z technologii laserowej, aby stworzyć tkany drutsiatka.Następnie przetestowali przyczepność siatki do lodu w tunelu aerodynamicznym i odkryli, że jest ona odporna na oblodzenie o 95 procent lepiej niż standardowa powierzchnia ze stali nierdzewnej.Dodali, że rozpuszczalniki chemiczne również nie są wymagane.
Kitziger powiedział, że siatkę można również przymocować do skrzydeł samolotów, ale problemy z federalnymi przepisami dotyczącymi bezpieczeństwa lotniczego sprawią, że wprowadzenie takich zmian projektowych w najbliższym czasie będzie trudne.
„Najbardziej intrygującą częścią tego rozwiązania przeciwoblodzeniowego jest to, że jest to przewódsiatkadzięki temu jest trwały” – powiedział Kevin Golovin, adiunkt inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie w Toronto.
Inne rozwiązania, takie jak mrozoodporna guma czy powierzchnie inspirowane liśćmi lotosu, nie są zrównoważone.
„Pracują bardzo dobrze w laboratorium” – powiedział Golovin, który nie był zaangażowany w badanie, „a słabo transmitują na zewnątrz”.