طور باحثون أمريكيون طريقة جديدة لمنع تراكم الجليد على الطائرات مستوحاة من مصدر غير عادي - الضفدع السام.
بقلم: رينات باركو فيلسوف
الجليد يمكن أن يسبب الكثير من الضرر. ويتراكم في فصل الشتاء على الزجاج الأمامي للسيارات، وأجنحة الطائرات، ويمكن أن يتسبب في انزلاق المشاة وسقوطهم على الطريق. يمكن أن يتسبب تكوين الجليد في انقطاع التيار الكهربائي وتعطيل إنتاج الغاز والنفط. كما أن الصلع يمكن أن يسبب انخفاض في مستوى كفاءة توربينات الرياح التي تنتج الطاقة.
طور فريق من العلماء من جامعة ولاية أريزونا (ASU) طريقة جديدة لمنع تراكم الجليد على الأسطح مثل أجنحة الطائرات. لقد وجدوا الإلهام في مصدر غير عادي: الضفدع السام.
في الصناعة، من المفترض أن تعمل تقنيات مقاومة التجمد على منع أو إبطاء تراكم جميع أشكال الجليد. الطريقة الأكثر شيوعًا لمنع الصلع اليوم هي استخدام المواد الكيميائية التي تعمل على خفض درجة تجمد الماء. وفي صناعة الطيران، فإن الطريقة المقبولة حاليًا لمنع تكون الجليد هي رش كمية كبيرة من مادة الجليكول الموجودة أعلى الطائرة قبل الإقلاع، ولكن هذا السائل باهظ الثمن، خاصة إذا تم استخدامه بكميات كبيرة، خاصة خلال الفترات. ارتفاع الطلب، مثل العواصف الشتوية. الاستخدام المفرط لمضادات التجمد يمكن أن يكون له أيضًا عواقب بيئية سلبية. عندما تصل المادة إلى مصادر المياه فإنها قد تلوثها.
هذه القضايا دفعت إلى البحث عن بديل، وتم فحص مسارات مختلفة لمنع تراكم الجليد، أو على الأقل لتسهيل إزالته عن طريق إضعاف التصاقه بالسطح. اتخذ باحثو جامعة ولاية أريزونا نهجًا هجينًا. استلهم الباحث الرئيسي، كونراد ريكاتشفسكي، الإلهام عندما سافر إلى بنما، حيث تعرف على آلية الدفاع عن النفس الفعالة للضفدع السام. عندما يتعرض الضفدع للهجوم، فإنه يفرز السم عبر الجلد لردع الحيوانات المفترسة. يقوم الضفدع بتخزين السم في طبقة داخلية تحت جلده الخارجي، ولا يطلقه إلا عندما يشعر بالتهديد. وقام كونراد وفريقه بتقليد البنية المكونة من طبقتين لجلد الضفدع، حيث تكون الطبقة العليا شديدة الكارهة للماء (طاردة للماء)، ووظيفتها منع تجمد المطر وتشكل الجليد على السطح. ولكن عندما يبدأ الجليد بالتشكل على الطبقة العليا بسبب الصقيع أو بسبب تكثيف بخار الماء من الهواء (البارد)، تبدأ الطبقة السفلية في العمل، ويتدفق السائل المضاد للتجمد إلى الطبقة العليا عبر المسام ويسبب الجليد إنصهار.
تعليقات 3
من الواضح لي أنهم لن يفتحوا مزرعة ضفادع أو حليب ضفادع في الغابة.
ومن الواضح أنهم سيقومون بتصنيع هذه المادة في التركيب العضوي أو إنتاجها في التكنولوجيا الحيوية.
ولكن ليس من الواضح بالنسبة لي لماذا هذه المادة، والتي من الواضح أنها أكثر تعقيدا كيميائيا من الجليكول،
وبعد تصنيعه، لا يوجد سبب في العالم يجعله أرخص من مادة بسيطة مثل الجليكول.
يا أبتاه، العلماء لن يقلدوا المادة، بل البنية.
"لقد استلهم الباحث الرئيسي، كونراد ريكاتشفسكي، الإلهام عندما سافر إلى بنما، حيث تعرف على آلية الدفاع عن النفس الفعالة للضفدع السام. عندما يتعرض الضفدع للهجوم، فإنه يفرز السم عبر الجلد لردع الحيوانات المفترسة. يقوم الضفدع بتخزين السم في طبقة داخلية تحت جلده الخارجي، ولا يطلقه إلا عندما يشعر بالتهديد. وقام كونراد وفريقه بتقليد البنية المكونة من طبقتين لجلد الضفدع، حيث تكون الطبقة العليا شديدة الكارهة للماء (طاردة للماء)، ووظيفتها منع تجمد المطر وتشكل الجليد على السطح. ولكن عندما يبدأ الجليد بالتشكل على الطبقة العليا بسبب الصقيع أو بسبب تكثيف بخار الماء من الهواء (البارد)، تبدأ الطبقة السفلية في العمل، ويتدفق السائل المضاد للتجمد إلى الطبقة العليا عبر المسام ويسبب الجليد إنصهار."
وهذه المادة من جلد الضفدع ستكون أرخص من جلايكول الإيثيلين؟