Antyoblodzeniowe rozwiązania pingwinów
Choć antarktyczne pingwiny raz po raz wskakują do wody o temperaturze bliskiej zamarzania, ich pióra wcale nie ulegają oblodzeniu. Gdy naukowcy dokładnie przyjrzeli się ich budowie, stwierdzili, że superhyrofobowość to wynik połączenia nanostruktur i specjalnego tłuszczu.
Biolodzy wyjaśniają, że woda tworzy krople, z których ciepło nie może uciec, dlatego nim zdążą one zamarznąć, spadają z piór.
Prof. Pirouz Kavehpour z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles zainteresował się piórami pingwinów, obejrzawszy program przyrodniczy. Zauważyłem, że pingwiny wchodzą i wychodzą z lodowatej wody, siedzą w bardzo niskich temperaturach, a na ich piórach nie tworzy się lód.
Kavehpour skontaktował się z Judy St. Leger, światowej sławy specjalistką od pingwinów, która potwierdziła, że rzeczywiście nikt nie zaobserwował lodu na piórach zdrowych pingwinów. By odkryć tajemnicę nielotów, akademicy zbadali pióra podarowane przez San Diego SeaWorld za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego.
Zauważyli, że w piórach występują nanopory, które zatrzymują powietrze. Dodatkowo pingwiny natłuszczają pióra wydzieliną gruczołów kuprowych.
Na superhydrofobowych powierzchniach krople wody tworzą coś w rodzaju sfer. Wg Kavehpoura i innych, to właśnie sferopodobna geometria opóźnia tworzenie lodu (ciepłu trudniej jest uciec, jeśli kropla nie wchodzi za bardzo w kontakt z powierzchnią).
Przepływ powietrza można porównać do ruchu samochodowego. Jeśli mamy autostradę, która zmienia się w drogę dwupasmową, utworzy się korek. Na podobnej zasadzie ciepło nie przepływa dobrze z dużego przekroju środka kropli do małego punktu, gdzie kropla styka się z piórem.
Biolodzy zajmowali się przede wszystkim piórami pingwina białobrewego. Porównywali je także z piórami pingwina magellańskiego, który żyje w cieplejszych klimatach. Okazało się, że u tych ostatnich w piórach brakowało nanoporów, a wydzielina gruczołów kuprowych nie była hydrofobowa.
Naukowcy uważają, że superhyrofobowe powierzchnie inspirowane rozwiązaniami pingwinów będą tańsze, wytrzymalsze i bardziej przyjazne środowisku niż płyny do odladzania stosowane obecnie w lotnictwie. To ironia losu, że ptak, który sam nie lata, może pewnego dnia zwiększyć bezpieczeństwo lotnicze.
Komentarze (0)