Sa panahon ng Great Ice Storm noong 1998, ang pagtatayo ng yelo sa mga linya at poste ng kuryente ay nagpatigil sa hilagang Estados Unidos at timog Canada, na nag-iwan sa maraming tao na malamig at madilim sa loob ng ilang araw o kahit na linggo.Maging ito ay wind turbine, electric tower, drone o aircraft wings, ang de-icing ay kadalasang umaasa sa mga pamamaraan na nakakaubos ng oras, mahal at/o gumagamit ng maraming enerhiya at iba't ibang kemikal.Ngunit sa pagtingin sa kalikasan, iniisip ng mga mananaliksik ni McGill na nakahanap sila ng isang bagong paraan upang malutas ang problema.Sila ay naging inspirasyon ng mga pakpak ng mga gentoo penguin na lumalangoy sa nagyeyelong tubig ng Antarctica, at ang kanilang balahibo ay hindi nagyeyelo kahit na ang temperatura sa labas ay mas mababa sa lamig.
Inimbestigahan muna namin ang mga katangian ng mga dahon ng lotus, na napakahusay sa pag-alis ng tubig, ngunit ito ay naging hindi gaanong epektibo sa pag-alis ng yelo, "sabi ni Ann Kitzig, na naghahanap ng mga solusyon sa halos isang dekada at isang assistant professor. .Doktor ng Chemical Engineering sa McGill University, Direktor ng Laboratory para sa Biomimetic Surface Engineering: “Noon lamang kami nagsimulang mag-imbestiga sa mga katangian ng mga balahibo ng penguin na natuklasan namin ang isang natural na nagaganap na materyal na sabay-sabay na nagbuhos ng tubig at yelo.”
Anglarawansa kaliwa ay nagpapakita ng microstructure ng isang penguin feather (isang close-up ng isang 10 micron insert ay tumutugma sa 1/10 ng lapad ng buhok ng tao upang magbigay ng sense of scale).Ang mga barbs at twigs na ito ay ang gitnang tangkay ng mga sumasanga na balahibo..Ginagamit ang "Hooks" upang pagdugtungin ang mga indibidwal na balahibo upang bumuo ng isang unan.Sa kanan ay isang hindi kinakalawang na asero na tela ng kawad na pinalamutian ng mga mananaliksik ng mga nanogrooves, na nagpaparami ng hierarchy ng mga istruktura ng balahibo ng penguin (wire na may nanogrooves sa itaas).
"Nalaman namin na ang hierarchical arrangement ng mga balahibo mismo ay nagbibigay ng mga katangian ng pagpapalabas ng tubig, at ang kanilang may ngipin na ibabaw ay binabawasan ang pagdirikit ng yelo," paliwanag ni Michael Wood, isang kamakailang nagtapos na estudyante na nagtatrabaho kasama si Kitzig at isa sa mga co-author ng pag-aaral.Bagong artikulo sa ACS Applied Material Interfaces."Nagawa naming kopyahin ang mga pinagsamang epekto na ito gamit ang laser-cut woven wire mesh."
Idinagdag ni Kitzig: "Maaaring mukhang counterintuitive, ngunit ang susi sa paghihiwalay ng yelo ay ang lahat ng mga pores sa mesh na sumisipsip ng tubig sa ilalim ng mga kondisyon ng pagyeyelo.Ang tubig sa mga pores na iyon sa kalaunan ay nagyeyelo, at habang lumalawak ito, lumilikha ito ng mga bitak, tulad ng gagawin mo sa refrigerator.Ito ay katulad ng nakikita sa ice cube tray.Kailangan namin ng napakakaunting pagsisikap na alisin ang yelo sa aming mesh dahil ang mga bitak sa bawat isa sa mga butas na ito ay may posibilidad na lumiliko sa ibabaw ng mga tinirintas na mga wire na ito.
Sinubukan ng mga mananaliksik ang naka-istensil na ibabaw sa isang wind tunnel at nalaman na ang paggamot ay 95% na mas mahusay sa paglaban sa icing kaysa sa hindi nakabalot na pinakintab na hindi kinakalawang na bakal na mga sheet.Dahil walang kinakailangang paggamot sa kemikal, nag-aalok ang bagong paraan ng potensyal na solusyon na walang maintenance sa problema ng pagbuo ng yelo sa mga wind turbine, tower, linya ng kuryente at drone.
"Dahil sa bilang ng mga regulasyon ng pampasaherong aviation at ang nauugnay na mga panganib, malamang na ang mga pakpak ng sasakyang panghimpapawid ay balot lamang ng metal mesh," dagdag ni Kitzig."Gayunpaman, posible na isang araw ang ibabaw ng isang pakpak ng sasakyang panghimpapawid ay maaaring magkaroon ng texture na aming pinag-aaralan, at dahil ang mga tradisyonal na pamamaraan ng de-icing ay nagtutulungan sa ibabaw ng pakpak, ang de-icing ay magaganap sa pamamagitan ng pagsasama ng mga pakpak ng penguin.inspirasyon ng texture ng ibabaw."
"Maaasahang anti-icing surface batay sa dual functionality - microstructure-induced ice flaking na may nanostructure-enhanced water repellency overlay", Michael J. Wood, Gregory Brock, Juliette Debre, Philippe Servio at Anne-Marie Kitzig sa ACS Appl.alma mater.interface
Ang McGill University, na itinatag noong 1821 sa Montreal, Quebec, ay ang numero unong unibersidad sa Canada.Ang McGill University ay patuloy na niraranggo sa mga nangungunang unibersidad sa pambansa at internasyonal.Ito ay isang kilalang institusyon ng mas mataas na edukasyon sa buong mundo na may mga aktibidad sa pananaliksik na sumasaklaw sa tatlong kampus, 11mga kolehiyo, 13 propesyonal na kolehiyo, 300 na programa sa pag-aaral at mahigit 40,000 estudyante, kabilang ang mahigit 10,200 graduate na estudyante.Ang McGill ay umaakit ng mga mag-aaral mula sa mahigit 150 bansa, at ang 12,800 internasyonal na estudyante nito ay bumubuo sa 31% ng pangkat ng mag-aaral.Mahigit sa kalahati ng mga estudyante ng McGill ang nagsasabing ang kanilang unang wika ay hindi Ingles, at humigit-kumulang 19% sa kanila ang nagsasalita ng Pranses bilang kanilang unang wika.