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
محققان فصل جدیدی را در حوزه چاپ سه بعدی گشودند

محققان فصل جدیدی را در حوزه چاپ سه بعدی گشودند

محققان با استفاده از روشی جدید، فاز جدیدی در طراحی چاپ سه بعدی را بنیان گذاشتند. دراین روش هزاران ساختار «مو مانند» طی فرآیندی سریع و کاملاً مقرون به صرفه چاپ می شوند. به جای استفاده از نرم افزار CAD برای ترسیم هزاران «مو» روی کامپیوتر، تیم محققان اقدام به ساخت یک نرم افزار جدید به نام 'Cilllia' نموده اند که کاربران را قادر می سازد تا دست به تعریف زاویه، ضخامت، شدت و ارتفاع هزاران مو آنهم ظرف چند دقیقه بزنند.

مطالعه متن کامل
استفاده از شیشه Gorilla 4 در گلکسی Alpha سامسونگ

استفاده از شیشه Gorilla 4 در گلکسی Alpha سامسونگ

شیشه Gorilla 4 جدیدترین و محافظت کننده‌ترین شیشه Corning برای صفحه نمایش لمسی تا به امروز است. برخلاف بسیاری از محصولات جدید و هیجان‌انگیز، شیشه Gorilla 4 در حال حاضر در دسترس است. اولین گوشی هوشمند که از مواد جدید استفاده کرده است، گلکسی Alpha سامسونگ می‌باشد. تصمیم سامسونگ برای استفاده از این شیشه، گلکسی Alphaرا تبدیل به نازک‌ترین گوشی سامسونگ کرده است که در برابر آسیب مقاوم است.

مطالعه متن کامل
نخستین موتور جت چاپ شده سه بعدی جهان

نخستین موتور جت چاپ شده سه بعدی جهان

پژوهشگران استرالیایی دانشگاه موناش، با همکاری پژوهشگران دانشگاه دیکین و سازمان پژوهش های صنعتی و علمی میان رشته ای، نخستین و دومین موتورهای جت چاپ شده سه بعدی جهان را ساختند. یکی از آن ها هم اکنون در نمایشگاه بین المللی هوانوردی درشهر آوالون استرالیا به نمایش در آمده است و دیگری در مقر مرکزی شرکت هوا-فضای میکروتوربو در شهر تولوز فرانسه قرار گرفته است.

مطالعه متن کامل
چگونه انیمیشن های سیستمی را در iOS9 بدون جیلبریک کردن آیفون و آیپد غیرفعال کنیم

چگونه انیمیشن های سیستمی را در iOS9 بدون جیلبریک کردن آیفون و آیپد غیرفعال کنیم

زمانی که ما میخواستیم به خوانندگان سایت در مورد ارتقاء کاراییِ اندروید مواردی را پیشنهاد دهیم، یکی از آن موارد حتماً غیرفعال کردن انیمیشنهای سیستمی بود. اگرچه این مورد در گوشیهای اندرویدی ارتقاء محسوسی در عملکرد گوشی بوجود نمی آورد ولی برای اجرای آن نیازی به روت کردن گوشی نبود. بهرحال بتازگی مشخص شده است که وجود یک اشکال در هسته iOS9 به مالکان آیپاد و آیپد اجازه می دهد که انیمیشن های سیستمی را بدون جیلبریک غیرفعال کنند. این انیمیشن ها در هنگام بازشدن، بسته شدن ویا جابجایی بین برنامه ها خود را نشان می دهند.

مطالعه متن کامل
بررسی مرسدس بنز GLC 250d مدل2015

بررسی مرسدس بنز GLC 250d مدل2015

این GLC پرابهّت، سواری بهتری دارد، مقرون به صرفه تر است و کیفیت و زیبایی ظاهری بهتری نسبت به بی ام دبلیو X3 دارد.

مطالعه متن کامل