본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)
펭귄 깃털은 효과적인 결빙 방지 기술의 비밀일 수 있다.
맥길 연구진은 전선과 풍력 터빈, 심지어 비행기 날개의 결빙에 대한 화학 물질이 없는 해결책을 개발했다.
[2022년 10월27일 = ENN] 송전선과 전기 타워에 얼음이 쌓이면서 1998년의 대 빙상 폭풍(Great Ice Storm) 동안 미국 북부와 캐나다 남부를 정전시켜 많은 사람이 며칠, 심지어 몇 주 동안 춥고 어두운 곳에 머물게 되었다.
풍력 터빈, 전기 타워, 무인 항공기 또는 비행기 날개에 축적된 얼음을 처리하는 것은 일반적으로 다양한 화학 물질과 함께 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 들거나 많은 에너지를 사용하는 기술에 달려 있다.
그러나 맥길 연구원들은 자연을 관찰함으로써 이 문제를 다루는 유망한 새로운 방법을 발견했다고 믿고 있다. 그들의 영감은 남극 지역의 얼음처럼 차가운 물에서 헤엄치는 젠투 펭귄의 날개에서 비롯되었으며, 가죽은 외부 표면 온도가 영하로 내려가도 얼음이 없는 상태를 유지한다.
10년 가까이 해결책을 모색해 온 안네 키트지그(Anne Kietzig)는 "우리는 처음에 연잎의 특성을 탐구했는데, 연잎은 물을 잘 흘리지만 얼음은 잘 흘리지 않는다는 것이 증명됐다"라고 말했다.
그녀는 맥길의 화학 공학 부교수이자 생체 모방 표면 공학 연구소의 소장이다.
"펭귄 깃털의 특성을 조사하기 시작했을 때 비로소 우리는 물과 얼음을 모두 흘릴 수 있는 자연에서 발견된 물질을 발견했다.“
가는 철망으로 깃털의 물받이 및 얼음 받기 특성을 재현한다.
"우리는 깃털 자체의 계층적 배열이 물을 흘리는 특성을 제공하는 반면, 가시가 있는 표면은 얼음의 접착력을 낮춘다는 것을 발견했다."
ACS 적용 재료 인터페이스의 새로운 논문의 공동 저자인 키트지그와 함께 작업한 최근 박사 과정 졸업생인 마이클 우드(Michael Wood)가 설명한다.
"우리는 레이저 기계로 짜인 철망을 통해 이러한 결합한 효과를 복제할 수 있었다.”
키트지그는 다음과 같이 덧붙인다.
"이것은 직관에 어긋난 것처럼 보일 수 있지만, 얼음 유출의 열쇠는 얼어붙은 조건에서 물을 끌어당기는 그물망의 모든 구멍이다. 이 구멍에 있는 물은 가장 늦게 얼게 되어 냉동실에 있는 얼음 접시에서 볼 수 있는 것처럼 팽창할 때 균열을 만든다. 각 구멍의 균열이 엮인 와이어의 표면을 따라 쉽게 휘어지기 때문에 그물망에서 얼음을 제거하는 데는 작은 힘만 필요하다.”
초기 테스트의 유망한 결과
연구진은 그물망으로 덮인 표면에 대한 풍동 테스트를 수행했고, 이 처리가 되지 않은 광택 스테인리스강 시트보다 얼음 축적 저항에 95% 더 효과적이라는 것을 발견했다.
화학 처리와 관련된 것이 없으므로, 새로운 접근법은 드론뿐만 아니라 풍력 터빈, 전기 타워 및 전력 라인의 얼음 축적을 위한 잠재적으로 유지보수가 필요 없는 해결책을 제공한다.
키트지그는 "여객 항공에 적용되는 규정의 수와 관련된 위험을 고려할 때 비행기 날개가 단순히 금속 그물망으로 포장될 가능성은 거의 없다."라고 덧붙인다.
"하지만, 언젠가 비행기 날개의 표면이 우리가 탐험하고 있는 종류의 질감을 포함할 수도 있고, 펭귄 날개에서 영감을 받은 표면 질감을 포함하는 날개 표면에 함께 작용하는 전통적인 결빙 기술의 조합을 이룬다면 효과적인 결빙 기술을 적용할 수 있다."
비록 더 많은 연구가 필요하지만, 지금까지의 결과는 유망하다.
다음은 ENN과 MCGILL UNIVERSITY가 전하는 뉴스링크입니다.
https://www.enn.com/articles/71417-penguin-feathers-may-be-secret-to-effective-anti-icing-technology
본지 객원기자(외신) 이상현 소개
서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.
미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.
