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 zaprezentowali konstrukcję z siatki drucianej, którą można owinąć wokół linii energetycznych, burty łodzi, a nawet samolotu i zapobiec przywieraniu lodu bez użycia środków chemicznych.powierzchnia.
Naukowcy zainspirowali się skrzydłami pingwinów białobrewych, które pływają w zimnych 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 tkaną siatkę drucianą.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.
Kevin Golovin, adiunkt inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie w Toronto, powiedział, że najbardziej intrygującą częścią tego rozwiązania przeciwoblodzeniowego jest to, że dzięki drucianej siatce jest ono trwałe.
Inne rozwiązania, takie jak mrozoodporna guma czy powierzchnie inspirowane liśćmi lotosu, nie są zrównoważone.
„Bardzo dobrze sprawdzają się w laboratorium” – powiedział Golovin, który nie brał udziału w badaniu, „i słabo nadają się na zewnątrz”.