ציפוי נגד קרח בהשראת צפרדע החץ הרעילה

מאת: רינת ברקו פילוסוף

קרח יכול לגרום נזקים רבים. הוא מצטבר בחורף על שמשות מכוניות, כנפי מטוס, והוא יכול לגרום  להולכי רגל להחליק וליפול בדרך. היווצרות קרח יכולה לגרום להפסקות חשמל, ולשבש הפקת  גז ונפט. כמו כן, התקרחות יכולה לגרום לירידה ברמת היעילות של טורבינות רוח שמייצרות אנרגיה.

צוות מדענים מאוניברסיטת אריזונה סטייט (ASU) פיתחה שיטה חדשה למניעת הצטברות קרח על משטחים כמו כנפי מטוס. את  ההשראה הם מצאו במקור בלתי רגיל: צפרדע החץ הרעילה.

בתעשייה, אמורות טכנולוגיות נוגדות קיפאון למנוע, או להאט הצטברות של כל צורות הקרח. הגישה הנפוצה ביותר למניעת התקרחות כיום היא שימוש בחומרים כימיים, אשר מורידים את נקודת הקיפאון של המים. בתעשייה האווירית הדרך המקובלת כיום למניעת היווצרות קרח היא לרסס כמות גדולה של חומר מבוסס גליקול על גבי המטוס לפני ההמראה, אבל נוזל זה יקר, במיוחד אם משתמשים בו בכמויות גדולות, בעיקר בתקופות של דרישה גבוהה, כמו בסופות חורף. לשימוש יתר בנוזל נוגד קיפאון יכולות להיות גם השלכות סביבתיות שליליות. כאשר החומר מגיע למקורות מים הוא עלול לזהם אותם.

סוגיות אלה הניעו את החיפוש אחר אלטרנטיבה, נבחנו נתיבים שונים למניעת הצטברות קרח או, לפחות, להקל את הסרתו ידי החלשת ההדבקה שלו לפני השטח. חוקרי ASU נקטו בגישה היברידית. את ההשראה קיבל החוקר הראשי, קונרד Rykaczewski , כאשר טייל בפנמה, שם התוודע למנגנון ההגנה העצמית היעיל של צפרדע החץ הרעילה. כאשר הצפרדע מותקפת, היא מפרישה  רעל דרך העור על מנת להרתיע טורפים. הצפרדע אוצרת את הרעל בשכבה פנימית מתחת לעור החיצוני שלה, ומשחררת אותו רק כשהיא מרגישה מאוימת. קונרד וצוותו חיקו את המבנה הדו השכבתית של עור הצפרדע, כאשר השכבה העליונה היא סופר-הידרופובית (דוחה מים), ותפקידה למנוע מהגשם לקפוא וליצור קרח על פני השטח. אך כאשר על השכבה העליונה מתחיל להיווצר קרח עקב כפור או בשל עיבוי של אדי מים מהאוויר (קרה), השכבה התחתונה נכנסת לפעולה, ונוזל נוגד קיפאון מפעפע לשכבה העליונה דרך הנקבובית וגורם להמסת הקרח.

 

למחקר

למידע נוסף