Penele de pinguin ar putea fi secretul pentru tehnologia anti-îngheț

Acumularea de gheață pe cablurile și pe turnurile electrice a blocat nordul SUA și sudul Canadei în timpul Marii Furtuni de Gheață din 1998, lăsându-i pe mulți în frig și întuneric zile și chiar săptămâni. Penele de pinguin ar putea oferi o soluție pentru astfel de probleme.

Fie că este vorba de turbine eoliene, turnuri electrice, drone sau aripi de avion, tratarea acumulării de gheață depinde de obicei de tehnici care consumă timp, sunt costisitoare și/sau folosesc multă energie, împreună cu diverse substanțe chimice.

• Ce se întâmplă cu creierul atunci când lucrezi în echipă?
• Locul în care trăiești influențează ce greutate ai, arată un nou studiu

Dar, privind către natură, cercetătorii de la Universitatea McGill, din Canada, cred că au găsit o nouă modalitate promițătoare de a trata problema, folosind penele de pinguin.

Cum contribui penele de pinguin la dezvoltarea de tehnologii anti-îngheț?

Inspirația lor a venit de la aripile pinguinilor Gentoo, care înoată în apele reci ca gheața din regiunea polară de sud, cu „haine” care rămân fără gheață chiar și atunci când temperatura suprafeței exterioare este cu mult sub zero.

„Am explorat inițial calitățile frunzei de lotus, care este foarte bună la eliminarea apei, dar s-a dovedit mai puțin eficientă la eliminarea gheții”, a spus Anne Kietzig, care caută o soluție de aproape un deceniu. Ea este profesor asociat în Inginerie Chimică la McGill și director al Laboratorului de Inginerie Biomimetică a Suprafeței.

„Abia când am început să investigăm calitățile penelor de pinguin, am descoperit un material găsit în natură, care era capabil să respingă atât apa, cât și gheața”, a spus ea.

„Am descoperit că aranjarea ierarhică a penelor oferă calități hidrofobe, în timp ce suprafețele lor ghimpate reduc aderența gheții”, explică Michael Wood, unul dintre coautorii acestei lucrări, publicate în ACS Applied Material Interfaces.

La ce au lucrat oamenii de știință?

„Am reușit să reproducem aceste efecte combinate printr-o plasă de sârmă țesută prelucrată cu laser”, a declarat el.

„Poate părea contra-intuitiv, dar cheia împotriva gheții sunt toți porii rețelei care atrag apă în condiții de îngheț. Apa din acești pori este ultima care îngheață, creând fisuri atunci când se extinde, așa cum vedeți în tăvile pentru cuburi de gheață din congelator. Avem nevoie de atât de puțină forță pentru a îndepărta gheața din ochiurile noastre, deoarece crăpătura din fiecare dintre acești pori șerpuiește ușor de-a lungul suprafeței acelor fire țesute”, a adăugat Kietzig.

Cercetătorii au efectuat teste ale suprafețelor acoperite cu plasa de oțel în tunelul de vânt și au descoperit că tratamentul a fost cu 95% mai eficient pentru a rezista la acumularea de gheață decât o foaie neînvelită de oțel inoxidabil lustruit. Deoarece nu sunt implicate tratamente chimice, noua abordare oferă o soluție potențial fără întreținere pentru acumularea de gheață de pe turbinele eoliene, turnurile și cablurile electrice, precum și de pe drone, notează Phys.org.

Tehnologia încă nu este adaptată pentru utilizarea pe avioane

„Având în vedere numărul de reglementări în vigoare în aviația de pasageri și riscurile implicate, este puțin probabil ca aripile avionului să fie pur și simplu înfășurate în plasă metalică”, adaugă Kietzig.

„Este totuși posibil ca suprafața aripilor avioanelor să încorporeze într-o zi tipul de textură pe care îl explorăm și dezghețarea să aibă loc datorită unei combinații de tehnici tradiționale de dejivrare care lucrează împreună cu suprafețele aripilor care încorporează o textură de suprafață inspirată de penele de pinguin”, spune cercetătorul.

Deși sunt necesare mai multe cercetări, rezultatele de până acum sunt promițătoare.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii au folosit cu succes microboți pentru a vindeca pneumonia din plămânii șoarecilor

De ce studiază inginerii zborul păsărilor?

Oamenii de știință încearcă să învețe un robot să râdă la momentul potrivit

Cercetătorii chinezi au testat mașini care levitează cu ajutorul magneților