Рочестерский университет (США) объявил о создании непотопляемой металлической конструкции
Исследователи из Рочестерского университета, частного исследовательского университета (штат Нью-Йорк, США) создали металлическую конструкцию, которая отличается высокими водоотталкивающими характеристиками, позволяющим этому металлическому предмету не погружаться в воду. В новости, опубликованной на сайте учебного заведения, ученые отмечают, что на это открытие их подвигли уникальные способности паука-серебрянки и огненных муравьев.
Ученые задумались, поможет ли это открытие создать своего рода непотопляемое судно, которое даже после повреждения в корпусе сможет оставаться на плаву. Или электронные устройства контроля, которые смогут сохранится в океане в течение длительного времени.
При изготовлении структуры материала применена уникальная технология, разработанная лабораторией при которой используются фемтосекундные вспышки лазеров для «травления» поверхностей металлов с помощью сложных микро- и наноразмерных структур, которые улавливают молекулы воздуха и делают поверхности супергидрофобными (водоотталкивающими). Однако после погружения в воду такого металла на длительные периоды времени, поверхности могут утрачивать свои уникальные водоотталкивающие свойства.
По словам Чунлея Гуо, профессора оптики и физики, чья лаборатория представила описание структуры в научном журнале ACS Applied Materials and Interfaces, ученые были вдохновлены способностями водяных пауков и огненных муравьев, которые могут выживать в течение длительного времени под или на поверхности воды. Например, водяные пауки Argyroneta создают вокруг себя подводную куполообразную паутину - так называемый водолазный колокол, - которую они наполняют воздухом, переносимым с поверхности между их супергидрофобными лапками и брюшной полостью. То же демонстрируют так называемые огненные муравьи, способные образовывать своего рода плотик, удерживая воздух в своих супергидрофобных телах.
Лаборатория Гуо создала конструкцию, в которой обрабатываемые поверхности на двух параллельных алюминиевых пластинах обращены внутрь, а не наружу, поэтому они закрыты и не подвержены внешнему износу и истиранию. Поверхности разделены друг от друга только на нужное расстояние, чтобы улавливать и удерживать достаточно воздуха, чтобы конструкция оставалась плавающей - по сути, создавая водонепроницаемый отсек. Супергидрофобные поверхности будут препятствовать попаданию воды в отсек, даже когда конструкция под грузом погружается в воду.
По словам Гуо, даже после того, как в его лаборатории опытный образец был погружен в воду в емкости на два месяца, конструкция мгновенно всплыла на поверхность после снятия грузила. Структура также сохранила гидрофобные характеристики даже после многократного прокола образца, поскольку воздух остается в оставшихся частях отсека или прилегающих конструкциях.
Исследователи в ходе реализации проекта использовали в качестве материала алюминий, однако «процесс травления» поверхностей можно использовать буквально для любых металлов или других материалов, считает профессор.
Когда лаборатория Гуо впервые продемонстрировала технику травления, потребовался час, чтобы обработать поверхность размером 1х1 дюйм. Теперь, благодаря использованию лазеров в семь раз мощнее и быстрее сканирования, лаборатория ускорила процесс, сделав его более реализуемым для коммерческих приложений.
Данный проект получил финансирование из Фонда Билла и Мелинды Гейтс, Исследовательского бюро армии США и Национального научного фонда.
