ساخت سطوح ضد یخ هواپیما با الهام از یک نوع سوسک صحرایی

سوسک صحرای نابیب که در یکی از داغترین مناطق زمین زندگی کرده اما همچنان قادر به جمع‌آوری آب است،‌ اکنون الهام‌بخش راهی برای جلوگیری از شکل‌گیری یخ روی سطوح هواپیما شده است.

کد خبر: ۹۸۴۹۰

تاریخ: ۰۵ بهمن ۱۳۹۴ - ۱۴:۴۴

تغییر مسیر هوای گرم موتور و پمپاژ مواد شیمیایی ذوب کننده یخ بر روی بال‌ها از روشهایی هستند که برای جلوگیری از تشکیل یخ بر روی سطوح هواپیما در زمان پرواز استفاده می‌شوند اما محققان به دنبال راههای کارآمدتری هستند.

محققان موسسه فناوری ویرجینیا از یک سوسک آب جمع‌کن صحرایی الهام گرفته و سطح الگوداری طراحی کرده‌اند که شکل‌گیری یخ بر روی آن قابل کنترل و جلوگیری است. به گفته آن‌ها، می‌توان این ماده را در مقیاس بزرگ برای اعمال بر روی قسمتهای مختلف هواپیما و همچنین توربین‌های بادی، سیم‌پیچ‌های پمپ حرارتی و شیشه جلوی خودروها استفاده کرد.

سوسک صحرای نابیب موجودی باهوش کوچکی است که توسط یک سیستم جمع‌آوری آب طبیعی بر روی پوسته‌اش در آب‌وهوای خشک صحرای آفریقا دوام می‌آورد. این سیستم شامل پمپ‌های کوچکی است که در آن‌ها، رطوبت هوا قطرات ریزی را تشکیل می‌دهند و همچنین یک سطح ضد آب نرمتر در پایین که آب جمع شده را به دهان سوسک انتقال می‌دهد.

دانشمندان مواد موسسه فناوری ویرجینیا توانستند این ترکیب سطوح آبدوست و آبگریز را برای کنترل گسترش یخ‌زدگی دستکاری کنند.

آن‌ها با استفاده از لیتوگرافی نوری یک لایه الگوی دارای برآمدگی جاذب آب را بر روی یک الگوی دافع آب قرار داده و آن را روی یک ویفرکوچک سیلیکون گذاشتند. با آغاز یخ‌زدگی از یک قطره یخزده، محققان دریافتند که با تغییر فاصله بین برآمدگی‌های لایه جاذب آب می‌توان بر سرعت گسترش یخ بر روی سطح یا حتی جلوگیری از آن تاثیر گذاشت.

این فناوری تعدادی از رویکردهای الهام گرفته زیستی را برای جلوگیری از تشکیل یخ بر روی سطوح مختلف دنبال می‌کند. سطوح پر از برآمدگی برگ نیلوفر آبی، چشمان پشه‌ها و پاهای آبسوارها که همگی نشان‌دهنده سطح در دسترس کمی برای جمع شدن آب هستند، در میان عجایب طبیعی دیگری قرار دارند که دانشمندان علوم مواد را جذب خود کرده‌اند.

این تحقیق در مجله Scientific Reports منتشر شده است.