Miklós, Csinszka, Gyopár, Gyopárka2022. december 06., kedd
Tudomány

Pingvintoll segítheti a jégmentes felület kialakítását

National Geographic Magyarország

A vízlepergető felületekhez a lótusz levele inspirálta az anyagkutatókat, azonban ez a jég esetében nem alkalmazható.

Szamárpingvin
Forrás: inaturalist

A kanadai McGill Egyetem szakemberei számára a pingvinek tolla nyújt segítséget a vegyszermentes jégtaszító felület kifejlesztésében. Olyan tárgyak esetében volna nagy szükség jégtaszító burkolatra, mint a szélturbinák, elektromos vezetékek, vagy a repülők szárnyai. A kanadai kutatók számára különösen fontos kérdés ez, hiszen rendszeresen sújtják olyan téli viharok az országot, amikor kiterjedt áramszünetet eredményez a jéglerakódás miatt leszakadó vezeték (ez nem is csak Kanadára jellemző). Ugyanez a probléma számos más felület esetében is fennáll, és jelenleg csak vegyszeres vagy nagy energiaigényű és sok munkával megvalósítható megoldás létezik. Lehet-e környezetbarát, és kevésbé energia- és munkaigényes módszert találni helyette?

A McGill kutatói megtalálhatták a lehetséges megoldást a szamárpingvinek tollainak szerkezetében, e madár akkor is jégmentes marad, ha az antarktiszi fagyban vizes tollakkal a szabadban tartózkodik.

„Először a lótusz levelét vizsgáltuk, amelyről ismert, hogy kiváló vízlepergető, ám kiderült, a jégmentesség terén nem valami jó” – mondta el Anne Kietzig, aki közel egy évtizede foglalkozik ezzel a problémakörrel. A kutató a Biomimetikus Felületmérnöki Labor vezetője a McGill Egyetemen. „Csak a pingvintollak vizsgálata során találtunk rá arra a természetes anyagra, amely mind a vizet, mind a jeget taszítja.”

A pingvintoll és az ezt utánzó acélszövet felülete elektronmikroszkópos képen.
Forrás: McGill University

Kiderült, hogy a tollak ágacskáinak egymáshoz viszonyított elrendezése felel a víztaszító, az ágacskákon található horgocskák pedig a jégtaszító tulajdonságért.

Az ágak és az ágacskák a toll tengelyéből kétoldalt kiágazó részek, míg a horgocskák az ágacskákat egymáshoz rögzítő szerkezeti elemek, amelyeknek köszönhető, hogy a toll egységes felületként funkcionál (a pehelytollaknál nincs ilyen rögzített szerkezet, ezért lehet az extra puha). A kutatók ezt utánozták le rozsdamentes acéldrótokból készült szövetszerű szerkezettel, amelynek a felületére lézer segítségével olyan nanoszerkezetet martak, amely a pingvintoll ágacskáinak elrendeződésére hasonlít.

„Ugyan ellentmondásosnak tűnhet, de a dróthálós szerkezet sikerének kulcsa az, hogy a fagyos körülmények közepette a háló szálacskái közti résekbe behatol a víz. Ez a víz fagy meg utoljára, és repedések jönnek létre benne, amikor tágul fagyás közben, hasonlóan a hűtők jégkockatartóihoz. Pont erre a kis erőre van szükségünk ahhoz, hogy ledobja magáról a jeget a háló, mivel a mikrorepedések könnyedén végigszaladnak a drótszövet felületén” – magyarázta Kietzig.

A kutatók szélcsatornás teszteket végeztek az így kialakított drótszövettel bevont tárgyakkal, és kiderült, hogy a sima rozsdamentes acélhoz képest közel kétszer hatékonyabban előzte meg a drótszövet a felület eljegesedését. Mivel nem kell vegyszereket felhordani a felületekre e módszer során, ezért a kutatók szerint különösen alkalmas lesz szélturbinákhoz, drónok szárnyaihoz, elektromos vezetékekhez és oszlopokhoz. A légi közlekedés szigorú szabályozása miatt a kutatók szerint nem valószínű, hogy a repülőgépek szárnyait valaha is bevonhatják a speciális drótszövettel. „Az azonban elképzelhető, hogy a szárnyak felületének kialakításához valamilyen módon fel lehet majd használni azt a mintázatot, amelyet a kutatásunkban vizsgáltunk, és a jégmentesítés a hagyományos módszerek és e pingvintollak ihlette mintázat ötvözetének köszönhetően könnyebbé válik” – tette hozzá a kutató.

Az eddigi eredmények kecsegtetőek, de van még további kutatni való e módszerben is. Az eddigi eredményeket az ACS Appl. Mater. Interfaces szakfolyóiratban publikálták a kanadai szakemberek.

Hozzászólások

Csökkenthető a marhatrágya metánkibocsátása

Csökkenthető a marhatrágya metánkibocsátása

A módszert kaliforniai kutatók fejlesztették ki, az állam klímacéljainak elérését szem előtt tartva.

Kiderült, mitől lesz hullámos a jégcsap

Kiderült, mitől lesz hullámos a jégcsap

Egyes jégcsapok tükörsima felületűre nőnek, mások pedig hullámosakká válnak fejlődésük közben.

Átadták a 2022-es Prima Primissima Díjakat

Átadták a 2022-es Prima Primissima Díjakat

Ebben az évben a korábbinál is szélesebb körből kerülhettek ki a Prima Primissima Díj jelöltjei, mert az elismerés több kategóriáját is kibővítették.

Vízimadarak szerepe az európai szárazföldi növények terjesztésében

Vízimadarak szerepe az európai szárazföldi növények terjesztésében

Az ELKH Ökológiai Kutatóközpont (ÖK) munkatársai spanyol kutatókkal együttműködve a velencei-tavi tőkés récék ürülékmintáinak vizsgálata alapján megállapították, hogy a vízimadarak a tavaszi vándorlás során kulcsszerepet játszanak az európai szárazföldi növények elterjesztésében az északi szélességi körökre.

Hajba zárt traumák

Hajba zárt traumák

A hajszálak vizsgálatából kideríthető, mekkora traumák érték az adott embert.

National Geographic 2022. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

13 200 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket