Inspirados nas penas das asas dos pinguins, os pesquisadores desenvolveram uma solução livre de produtos químicos para o problema da formação de gelo em linhas de energia, turbinas eólicas e até mesmo nas asas de aviões.
A acumulação de gelo pode causar danos massivos às infra-estruturas e, em alguns casos, causar cortes de energia.
Quer se trate de turbinas eólicas, torres elétricas, drones ou asas de avião, as soluções para problemas dependem muitas vezes de tecnologias que exigem muita mão-de-obra, são dispendiosas e consomem muita energia, bem como de vários produtos químicos.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade McGill, no Canadá, acredita ter encontrado uma nova maneira promissora de resolver o problema depois de estudar as asas dos pinguins gentoo, que nadam nas águas geladas da Antártida e cujo pelo não congela mesmo nas temperaturas da superfície.bem abaixo do ponto de congelamento.
“Primeiro investigamos as propriedades das folhas de lótus, que são muito boas na desidratação, mas são menos eficazes na desidratação”, disse a professora associada Ann Kitzig, que procura uma solução há quase uma década.
“Só quando começamos a estudar a massa das penas dos pinguins é que descobrimos um material natural que poderia remover água e gelo.”
A estrutura microscópica da pena de um pinguim (foto acima) consiste em farpas e galhos que se ramificam de uma haste central da pena com “ganchos” que conectam os pelos das penas individuais para formar um tapete.
O lado direito da imagem mostra um pedaço deinoxidáveltecido de arame de aço que os pesquisadores embelezaram com nanogrooves que imitam a hierarquia estrutural das penas dos pinguins.
“Descobrimos que a disposição em camadas das próprias penas proporciona permeabilidade à água e que as suas superfícies serrilhadas reduzem a adesão do gelo”, disse Michael Wood, um dos coautores do estudo.“Conseguimos replicar esses efeitos combinados com o processamento a laser de malha de arame tecido.”
Kitzig explica: “Pode parecer contra-intuitivo, mas a chave para o anticongelante são todos os poros da malha que absorvem água em condições de congelamento.A água nesses poros eventualmente congela e, à medida que se expande, cria rachaduras, assim como você.Vemos isso em bandejas de cubos de gelo em geladeiras.Precisamos de muito pouco esforço para descongelar nossa malha porque as rachaduras em cada buraco serpenteiam facilmente pela superfície desses fios trançados.”
Os pesquisadores realizaram testes em túnel de vento em superfícies estampadas e descobriram que o tratamento foi 95% mais eficaz na prevenção da formação de gelo do que o polido não tratado.inoxidávelpainéis de aço.Como não é necessário tratamento químico, o novo método oferece uma solução potencialmente livre de manutenção para o problema do acúmulo de gelo em turbinas eólicas, postes e linhas de energia e drones.
Kitzig acrescentou: “Dado o âmbito da regulamentação da aviação de passageiros e os riscos envolvidos, é improvável que uma asa de aeronave seja simplesmente envolta em malha metálica”.
“No entanto, algum dia a superfície da asa de uma aeronave poderá conter a textura que estamos estudando, e o degelo ocorrerá através de uma combinação de métodos tradicionais de degelo na superfície da asa, trabalhando em conjunto com texturas de superfície inspiradas nas asas de pinguim.”
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