Лед на линиях электропередач может нанести ущерб, оставив людей без тепла и электричества на несколько недель.В аэропортах самолеты могут сталкиваться с бесконечными задержками, пока они ждут, пока их обледенят токсичными химическими растворителями.
Однако теперь канадские исследователи нашли решение проблемы зимнего обледенения из неожиданного источника: папуасских пингвинов.
В исследовании, опубликованном на этой неделе, ученые из Университета Макгилла в Монреале обнаружили проводсеткаконструкция, которую можно обернуть вокруг линий электропередач, борта лодки или даже самолета и предотвратить прилипание льда без использования химикатов.поверхность.
Ученые черпали вдохновение из крыльев папуасских пингвинов, которые плавают в ледяных водах вблизи Антарктиды, что позволяет им оставаться свободными ото льда, даже когда температура наружного воздуха значительно ниже нуля.
«Животные… взаимодействуют с природой очень в духе дзен», — сказала в интервью Энн Китциг, ведущий исследователь исследования.«Это может быть что-то, что стоит посмотреть и повторить».
Точно так же, как изменение климата делает зимние штормы более интенсивными, то же самое происходит и с ледяными бурями.Снег и лед нарушили повседневную жизнь в Техасе в прошлом году, отключив энергосистему, оставив миллионы людей без тепла, еды и воды на несколько дней и убив сотни людей.
Ученые, городские власти и руководители отрасли уже давно работают над тем, чтобы ледяные бури не нарушали работу зимнего транспорта.У них есть пакеты для удаления льда с проводов, ветряных турбин и крыльев самолетов, или они полагаются на химические растворители для быстрого удаления льда.
Но эксперты по борьбе с обледенением говорят, что эти исправления оставляют желать лучшего.Срок годности упаковочных материалов небольшой.Использование химикатов отнимает много времени и вредно для окружающей среды.
Китцигер, чьи исследования сосредоточены на использовании природы для решения сложных человеческих проблем, потратил годы, пытаясь найти более эффективные способы управления льдом.Сначала она подумала, что лист лотоса может быть кандидатом из-за его естественного дренажа и способности к самоочищению.Но ученые поняли, что это не сработает в условиях сильного дождя, сказала она.
После этого Китцгер и ее команда посетили зоопарк в Монреале, где живут папуасские пингвины.Их заинтриговали перья пингвинов, и они вместе изучали их дизайн.
Они обнаружили, что перья естественным образом блокируют лед.Майкл Вуд, исследователь проекта вместе с Китцгером, сказал, что иерархическое расположение перьев позволяет им естественным образом отводить воду, а их естественные зубчатые поверхности уменьшают прилипание льда.
Исследователи воспроизвели эту конструкцию, используя лазерную технологию для создания плетеной проволоки.сетка.Затем они проверили сцепление сетки со льдом в аэродинамической трубе и обнаружили, что она противостоит обледенению на 95 процентов лучше, чем стандартная поверхность из нержавеющей стали.Химические растворители также не требуются, добавили они.
По словам Китцигера, сетку также можно прикрепить к крыльям самолета, но проблемы с федеральными правилами воздушной безопасности затруднят реализацию таких конструктивных изменений в ближайшее время.
«Самая интригующая часть этого противообледенительного решения заключается в том, что проводсеткаэто делает его долговечным», — сказал Кевин Головин, доцент кафедры машиностроения Университета Торонто.
Другие решения, такие как ледостойкая резина или поверхности в виде листьев лотоса, не являются устойчивыми.
«Они очень хорошо работают в лаборатории, — сказал Головин, не принимавший участия в исследовании, — и плохо вещают за ее пределами».