يعتبر السير على الطريق خلال فصل الشتاء أمراً مصحوباً بمجموعة من التحديات الخاصة في ظل البرد القارس، وخطر الانزلاق بسبب الجليد على الطرق.

ولهذا طور باحثون من جامعة “مكغيل” الكندية تقنية تحاكي طيور البطريق التي تكيفت مع البيئة المتجمدة والرياح الثلجية في القطبين، من خلال شكل ريشها الذي يمنع تشكل الجليد على سطحه.

وعمل الباحثون على دراسة البنية الميكروية وسلوك قطرات المياه على الريش بشكل منفرد أو مجتمع، وشكل حركتها في حال انتشارها أو تجمعها مع بعضها، بحسب موقع theconversation.

فقد أظهر تحليل سلوك المياه أن ريش البطريق يتمتع بقدرة على مقاومة المياه والجليد في آن، وعكس المتوقع، لم تؤدِ الزيوت التي يفرزها الجلد دوراً مهماً في مقاومة الجليد، بل كان لشكل ريش البطريق تصميم مميز من نوعه قادر على منع الجليد من التشكل.

واستوحى الباحثون الشكل الخاص لكل ريشة وبنيتها التي تسمح بربط الريش مع بعضه ليشكل نسيجاً مترابطاً يشبه السجاد.

كذلك استخدموا أنسجة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ( stainless steel) تحاكي بأقطارها ومساماتها البنية الميكروية لريش البطريق.

إلى ذلك، اعتمد الباحثون على معالجة ليزرية فائقة السرعة لمطابقة التعرجات النانوية على سطح الريش الصناعي مع ريش البطريق.

وأظهرت الأسطح الشبكية المحاكية، والتي تحاكي ريش البطريق بنسيج منسوج من الفولاذ المقاوم للصدأ، انخفاضاً في قوة الالتصاق بالجليد بنسبة 95 في المائة تقريباً مقارنة بالفولاذ المصقول غير القابل للصدأ المتآلف الأملس.

أسطح طاردة للماء والثلج

ووجد الباحثون أنه في حين أن السطح المقاوم للماء هو مطلب محدد لشبكة القماش المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لإلقاء الماء، فإن هذا المطلب يصبح أقل أهمية مع انخفاض درجة الحرارة.

وذلك لأن الماء يخترق فعلياً مسام الشبكة الفارغة سابقاً ويتجمد ببطء مع انخفاض درجات الحرارة، مما يؤدي إلى حدوث تشققات في سطح الجليد. هذا يعني أن السطح يمكنه بسهولة صد الماء والجليد في درجات حرارة التجمد.

هذا على عكس غالبية الأسطح المقاومة للماء التي تحاكي احتباس الهواء كما يظهر في أوراق اللوتس (تأثير اللوتس)، حيث يؤدي اختراق الماء غالبًا إلى تقوية التصاق الجليد.