من ريش البطريق.. تقنية جديدة لمقاومة الجليد على الأسطح


يصاحب السير على الطريق خلال فصل الشتاء مجموعة من التحديات الخاصة في ظل البرد القارس ، وخطر الانزلاق بسبب الجليد على الطرقات.

لهذا السبب ، طور باحثون من جامعة “ماكجيل” الكندية تقنية تحاكي طيور البطريق التي تكيفت مع البيئة المتجمدة والرياح الثلجية في القطبين ، من خلال شكل ريشها الذي يمنع تكوين الجليد على سطحه.

عمل الباحثون على دراسة التركيب الدقيق وسلوك قطرات الماء على الريش منفردة أو مجتمعة ، وشكل حركتها في حالة الانتشار أو التجمع معًا ، وفقًا لموقع المحادثة.

أظهر تحليل السلوك المائي أن ريش البطريق لديه القدرة على مقاومة الماء والجليد في نفس الوقت ، وعلى عكس التوقعات ، فإن الزيوت التي يفرزها الجلد لم تلعب دورًا مهمًا في مقاومة الجليد. بدلاً من ذلك ، كان لشكل ريش البطريق تصميم فريد كان قادرًا على منع تشكل الجليد.

استوحى الباحثون من الشكل والهيكل الخاصين لكل ريشة ، مما يسمح للريش بالربط معًا لتشكيل نسيج متماسك يشبه السجادة.

كما استخدموا أيضًا مواد من الفولاذ المقاوم للصدأ ، والتي تحاكي أقطارها ومسامها البنية المجهرية لريش البطريق.

بالإضافة إلى ذلك ، اعتمد الباحثون على المعالجة بالليزر عالية السرعة لمطابقة التعرجات النانوية على سطح الريش الاصطناعي مع تلك الخاصة بالبطريق.

أظهرت أسطح الشبكة المحاكاة ، التي تحاكي ريش البطريق مع نسيج منسوج من الفولاذ المقاوم للصدأ ، انخفاضًا في قوة التصاق الجليد بحوالي 95 بالمائة مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ المصقول المتجانس.

أسطح مقاومة للثلج والماء

وجد الباحثون أنه في حين أن السطح المقاوم للماء هو شرط محدد لشبكة القماش المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لإلقاء الماء ، فإن هذا المطلب يصبح أقل أهمية مع انخفاض درجة الحرارة.

التعبيرية – شترستوك

وذلك لأن الماء يخترق فعليًا المسام الشبكية الفارغة سابقًا ويتجمد ببطء مع انخفاض درجات الحرارة ، مما يؤدي إلى حدوث تشققات في سطح الجليد. وهذا يعني أن السطح يمكنه بسهولة صد الماء والجليد في درجات حرارة التجمد.

هذا على عكس معظم الأسطح المقاومة للماء التي تحاكي احتباس الهواء كما يظهر في أوراق اللوتس (تأثير اللوتس) ، حيث يؤدي اختراق الماء غالبًا إلى تقوية التصاق الجليد.

اترك رد

%d مدونون معجبون بهذه: