کوی دانش - kooy

سطوحِ ضدِ یخِ هواپیما با الهام از سوسک‌ها

سطوحِ ضدِ یخِ هواپیما با الهام از سوسک‌ها
07 بهمن
08:30 1394
تغییرِ مسیر دادنِ هوای گرم موتور و پمپاژِ مواد شیمیایی که قادر به ذوب‌کردنِ یخ هستند (روی بال‌ها) دو روشی است که با استفاده از آن می‌توان سطح هواپیما را از یخ‌زدگی در طولِ پرواز حفظ کرد. با این وجود پژوهشگران به دنبالِ روشی کارآمد‌تر هستند. با الهام از سوسک کویری که آب را جمع‌آوری می‌کند دانشمندان سطحی الگودار ایجاد کردند که روی آن گستره‌ای از یخ را می‌توان کنترل کرد و از بروز یخ‌زدگی جلوگیری کرد. مقیاس این مواد را می‌توان افزایش داد و علاوه بر هواپیما می‌توان آن را روی توربین‌های بادی، فنر پمپ گرما و شیشه جلوی ماشین مورد استفاده قرار داد.

تصویر فوق: سوسک کویرِ نامیب در یکی از گرم‌ترین نقاط زمین زندگی می‌کند اما می‌تواند هنوز آب پیدا کند. این سوسک، الهام‌بخشِ شیوه‌ی جدید جلوگیری از یخ‌زدگیِ سطوح است.

 

سوسک کویر نامیب، حشره‌ای کوچک و باهوش است که به صورت طبیعی روی پوستِ خود سیستم جمع‌آوریِ آب دارد. این سیستم شاملِ برآمدگی‌های کوچکی می‌شود که رطوبتِ ناشی از هوا را تبدیل به قطراتِ کوچک می‌کند و سطح ضد آب و نرم‌تری دارد که آب را داخل دهانِ سوسک جمع می‌کند.

دانشمندانِ مواد در مرکز فناوری ویرجینیا توانستند این ترکیبِ سطحِ آبدوست و آب‌گریز را برای کنترل گسترشِ سرما دستکاری کنند. جاناتان بوریکو، استادیار مهندسی پزشکی و مکانیک در مرکز فناوری ویرجینیا بیان داشت: «ما منطقه‌ای واحد و خشک، دورِ قطعه‌ای یخ ایجاد کردیم. قطرات شبنم ترجیحاً روی آرایه‌ای از نقاط آبدوست رشد می‌کنند. زمانی که این نقاط به اندازه‌ی کافی دور از هم قرار بگیرند اگر یک قطره یخ بزند سرما دیگر نمی‌تواند به دیگر قطرات گسترش پیدا کند زیرا بسیار از هم دور هستند. به جای آن، قطرات در واقع به طور کامل تبخیر می‌شوند و ناحیه‌ای خشک در اطرافِ یخ ایجاد می‌کنند.»

گروه پژوهشی با استفاده از لیتوگرافی نوری، الگوی برآمدگیِ جمع‌آوری آب را در طول الگوی نرمِ دفعِ آب رویِ سطحی کوچک و سیلیکونی قرار دادند. پژوهشگران زمانی که یخ با یک قطره‌ یخ‌زد‌ه، شروع به گسترش کرد دریافتند با تغییر فاصله‌ بین برآمدگی‌های جمع‌آوری‌های آب می‌توانند سرعتِ رشدِ یخ روی سطح را تحت تأثیر قرار دهند یا حتی از بروز آن جلوگیری کنند.  

بوریکو بیان داشت: «مسئله، چگونگیِ رشد پل‌های یخی است. یخ، آب را از قطرات جمع می‌کند و این امر موجب می‌شود پل‌های یخی، سرما را به قطراتِ روی سطح انتقال دهند. فقط کافیست یک قطره، یخ بزند تا این زنجیره آغاز شود.»

این فناوری از تعدادی رویکرد الهام‌گرفته از زیست استفاده می‌کند تا از یخ‌زدگیِ سطوح جلوگیری کند. سطحِ مملو از برگ نیلوفر آبی، چشم پشه و پاهای حشرات، همگی سطحِ دردسترس برای جمع‌آوری آب را به حداقل می‌رساند. این امر، یکی دیگر از شگفتی‌های طبیعت برای تصویرسازیِ دانشمندان از موادی است که در این منطقه از آن استفاده می‌کنند.

سی.پاتریک کولیر، پژوهشگرِ آزمایشگاه ملی Oak Ridge و نویسنده‌ی همکار در پژوهش بیان داشت: «خشک نگه‌ داشتنِ سطوح، نیاز به صرف عظیمِ انرژی دارد. به همین علت ما به شیوه‌های کنترلِ تراکم آب و یخ‌زدن بیشتر توجه کردیم. این امر باعثِ صرفه‌جوییِ زیادی در هزینه‌ها می‌شود.»

نتایج این پژوهش در مجله‌ی گزارشات علمی منتشر شده است.

 اثرگذاریِ چگونگی قرار دادنِ قطرات بر گسترش یخ را می‌توانید در ویدئوی زیر مشاهده کنید.

لطفا صبر کنید ...
کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

زهرا رضی یی

زهرا رضی یی

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
رونمایی از نیسان ماکسیما 2016

رونمایی از نیسان ماکسیما 2016

نیسان ماکسیما 2016، نسبت به مدل 2009 خود تغییرات زیادی نکرده است. اکنون نیسان، مدلی را بعنوان نسل جدید معرفی می کند که اقتصادی تر بوده و دارای مصرف سوخت کمتر و ظاهری اسپورت تر می باشد. همچنین طراحی داخلی آن با تمرکز بیشتر بر راننده صورت گرفته است.

مطالعه متن کامل
AirDroid 3 یکی از بهترین ویژگی‌های iOS را برای آندروید به ارمغان می‌آورد.

AirDroid 3 یکی از بهترین ویژگی‌های iOS را برای آندروید به ارمغان می‌آورد.

این سیستم جذاب، تلفن آندرویدی‌تان را به دسکتاپ کامپیوترتان متصل می‌کند تا بتوانید از راه دور به تماس‌های تلفنی و پیام‌های متنی پاسخ دهید.

مطالعه متن کامل
پشتیبانی محققان واکسیناسیون، از تقویت عملکرد سیستم ایمنی بدن

پشتیبانی محققان واکسیناسیون، از تقویت عملکرد سیستم ایمنی بدن

تقریباً تمام عفونت ها، اگر بر اولین سیستم دفاعی بدن قالب شوند، می توانند ما را مبتلا کنند. به محض اینکه عفونتها از سد سطوح بلغمی (mucous surfaces) که دهان، چشم، شش ها و سیستم گوارشی ما را پوشانده عبور کنند ما مستعد به ابتلا به بیماری می شویم مگر آنکه پایداری سلول های ایمنیِ بدن ما را نجات دهد. اکنون پژوهشگران نشان داده اند که تنها یک ویروس فعال، باعث واکنش سیستم ایمنی بدن، در تولید سلول های محافظ سطوح بلغمی (اولین مرحله ای که مبارزه با عفونت به حمایت بهتر و بیشتری نیاز دارد) می شود.و از وقوع بیماری پیشگیری می کند.

مطالعه متن کامل
چگونه سلول های ایمنی مهارت خود را برای مبارزه با بیماری تقویت می کنند

چگونه سلول های ایمنی مهارت خود را برای مبارزه با بیماری تقویت می کنند

مطالعه ای جدید، نحوه ارتقای "حافظه" در سلول های ایمنی را به واسطه تزریق واکسن های تقویت کننده شرح می دهد که گام مهمی به سوی ساخت واکسن های موثرتر و بادوام تر است. نویسنده ارشد این تحقیق می گوید: "حال که سلول های ایمنی به تقویت واکنش نشان می دهند، اطلاعاتمان در مورد شیوه تکامل حفاظت بهتر در سلول های انفرادی حافظه نیز افزایش می یابد".

مطالعه متن کامل
WaveNET مولد انرژی شناور و قابل انعطافی که با امواج دریا کار می کند

WaveNET مولد انرژی شناور و قابل انعطافی که با امواج دریا کار می کند

در آلباترنِ اسکاتلند، برای ساخت مولد انرژی تجدید پذیر، فعالیت های پر سرعتی آغاز شده است. WaveNET چیدمانی از واحدهای ژنراتور اسکوئیدی شکل است (اسکوئید: ماهی مرکب دارای بازوهای متعدد) که می توان اندازه های آن را تغییر داد. هر اسکوئید انرژی را از امواج می گیرد، چون بازوهای شناورش به همراه حرکت امواج بالا و پایین می روند. هر یک از اسکوئیدها می توانند به سه اسکوئید دیگر وصل شوند و این اتصال می تواند برای تعداد زیادی از اسکوئیدها اتجام شود، این کار سبب می شود که شبکه بزرگ و کارآمد شناوری بوجود آید که در هر جهتی انعطاف پذیر است. بزرگ تر شدن این شبکه باعث می شود کارآیی آن برای بدست آوردن انرژی افزایش یابد و انرژی را از حرکت های گوناگون بیشتری استخراج کند. هدف 10 ساله آلباترن، داشتن مزارع انرژی شناوری با طول 1.25 کیلومتر است که قرار است تا سال 2024 به میزان 100 مگاوات انرژی تولید کنند.

مطالعه متن کامل