پروانه با پوست دلفین به صرفه‌جویی در مصرف سوخت ۳۰۰ تنی سالانه برای تانکر ۳۰۰,۰۰۰ تنی کمک می‌کند
در تلاش برای انقلابی در حمل و نقل دریایی، چین یک پروانه با پوست بیونیک توسعه داده که ادعا می‌کند الهام گرفته از پوست دلفین است.
این پروانه با هدف کاهش مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه‌ای توسعه یافته است.
در یک آزمایش، یک تانکر نفتی بسیار بزرگ (VLCC) 300,000 تنی مجهز به این پروانه سه سفر تحویل نفت را تکمیل کرد.
گفته می‌شود که نتایج قابل توجه بودند. چین ادعا می‌کند که پوست بیونیک روی پروانه منجر به کاهش ۲ درصدی مصرف سوخت تانکر نفتی شد.
علاوه بر این، چین ادعا می‌کند که پروانه می‌تواند به طور متوسط ۱.۵ درصد انرژی را در یک دوره تعمیر و نگهداری ۲.۵ ساله صرفه‌جویی کند.
به دلیل کاهش مصرف انرژی، چین تخمین می‌زند که VLCC می‌تواند سالانه بیش از ۳۰۰ تن سوخت صرفه‌جویی کند. این می‌تواند به مزایای اقتصادی مستقیم بیش از ۱۴۰,۰۰۰ دلار و کاهش بیش از ۹۰۰ تن انتشار دی‌اکسید کربن منجر شود.
الهام گرفته از پستانداران دریایی
تانکرهای بزرگ نفتی عمدتاً به نیروی پیشران ایجاد شده توسط پروانه‌ها تکیه می‌کنند. این نیروی پیشران مقاومت بین بدنه کشتی و آب را غلبه کرده و کشتی را به جلو می‌برد، همانطور که توسط خبرگزاری رسمی چین، شینهوا توضیح داده شده است.
محققان از موسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو در همکاری با کاسکو شینگ انرژی ترانسپوریشن به دنبال افزایش کارایی پروانه بودند. پروژه تحقیقاتی آن‌ها بر توسعه پوست بیونیک دریایی متمرکز بود که پتانسیل صرفه‌جویی در انرژی در حمل و نقل دریایی را دارد.
در طول تحقیق، تیم به بررسی رفتار شنا کردن حیوانات دریایی، مانند دلفین‌ها و کوسه‌ها پرداختند که به دلیل ساختار میکرو سطح، انعطاف‌پذیری و ترشح مخاط، کمترین مقاومت را در آب دارند.
بر اساس گفته محققان، پوست دلفین‌ها در جریان آب یک ساختار میکرو ایجاد می‌کند که جریان‌های کوچک ادی را به وجود می‌آورد که اصطکاک لغزشی بین پوست و جریان آب را به اصطکاک غلطتی تبدیل می‌کند.
هنگامی که مخاط اپیدرمی روانکاری فراهم می‌کند، انرژی جنبشی آشوبناک جریان آب را به حداقل می‌رساند. با استفاده از روش سنتز پوست مصنوعی، محققان پوست بیونیکی شبیه به پوست دلفین‌ها توسعه دادند.
زنگ ژی‌شیانگ، محقق در این موسسه، توصیف کرد که پوست بیونیک از مواد دینامیک رابطی و مواد انعطاف‌پذیر با ساختار میکرو بین ۰.۱ و ۰.۲ میلی‌متر تشکیل شده است. «متمایز از پوست کوسه بیونیک، پوست دلفین بیونیک ساختار ساده‌تری دارد و از نظر هزینه نیز مقرون به صرفه‌تر است» گفت زنگ.
او تخمین زد که پوشاندن پروانه با پوست دلفین بیونیک حدود ۲۰,۰۰۰ دلار هزینه دارد.
وقتی روی سطح پروانه قرار می‌گیرد، پوست بیونیک می‌تواند نیروی برشی با آب را کاهش داده، کارکرد نیروی معکوس بر روی آب را مقابله کرده، کارایی پروانه را بهبود بخشیده و مصرف انرژی را کاهش دهد.
قدم دوستدار محیط زیست
محققان تأیید می‌کنند که ماده انعطاف‌پذیر کاهش کشش بیونیک تانکر نفتی با کنوانسیون بین‌المللی کنترل سیستم‌های مضر ضد‌خزه کشتیا سازگاری دارد.
VLCC مجهز به پوست دلفین بیونیک بیش از ۲۰۰ روز و حدود ۳۵,۰۰۰ مایل دریایی بین بنادر ساحلی چین و بنادر اصلی خاورمیانه حرکت کرده است.
حمل و نقل دریایی نقش مهمی در فعالیت اقتصادی جهانی دارد، اما مقدار زیادی انرژی مصرف می‌کند و به منبع اصلی انتشار گازهای گلخانه‌ای تبدیل شده است.
بنابراین، این نوآوری برای توسعه تکنولوژی‌هایی که به صرفه‌جویی در انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در تانکرهای بزرگ کمک می‌کنند، بسیار حیاتی است و تحول سبز در صنعت حمل و نقل دریایی جهانی را تسریع می‌کند.
کاسکو شینگ انرژی ترانسپوریشن و موسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو قصد دارند پوست بیونیک را در بیش از ۱۰۰ تانکر نفتی به کار گیرند و مزایای اقتصادی قابل توجهی فراهم کنند در عین حال که انتشار دی‌اکسید کربن را به طور مؤثری کاهش می‌دهند.
