Χίος, Πέμπτη 14 Νοεμβρίου

Μέταλλα που δεν βυθίζονται

Πέμ, 07/11/2019 - 22:02

Ερευνητές του University of Rochester, εμπνευσμένοι από κάποια είδη αραχνών και μυρμηγκιών, δημιούργησαν μια δομή μετάλλου που είναι τόσο υδροφοβική που «αρνείται» να βυθιστεί, ανεξαρτήτως του πόσες φορές τη βάζει κανείς μέσα στο νερό ή τι ζημιά και ρωγμές έχει υποστεί.

Οι δυνατότητες που «ξεκλειδώνονται» είναι προφανώς τεράστιες- από πλοία που δεν βυθίζονται μέχρι πλωτές συσκευές που συνεχίζουν να πλέουν ακόμα και όταν έχουν τρυπήσει ή ηλεκτρονικές συσκευές που μπορούν να επιβιώνουν μόνες τους για πολύ καιρό στον ωκεανό, σύμφωνα με τον Τσουνλέι Γκούο, καθηγητή Οπτικής και Φυσικής, το εργαστήριο του οποίου περιγράφει τη δομή στο ACS Applied Materials and Interfaces.

H δομή αυτή χρησιμοποιεί μια επαναστατική τεχνική που ανέπτυξε το εργαστήριο, στο πλαίσιο της οποίας πολύ σύντομοι παλμοί λέιζερ (διάρκειας femtosecond) χαράζουν στην επιφάνεια των μετάλλων μοτίβα/ σχήματα που παγιδεύουν τον αέρα και την κάνουν υπερ-υδροφοβική.

Κάποια είδη αραχνών και μυρμηγκιών μπορούν να επιβιώνουν για μακρά χρονικά διαστήματα πάνω ή κάτω από την επιφάνεια του νερού παγιδεύοντας αέρα σε μια κλειστή περιοχή. Για παράδειγμα, οι αράχνες Argyroneta aquatic δημιουργούν ένα υποβρύχιο ιστό σχήματος θόλου – ένα «κώδωνα κατάδυσης» που τον γεμίζουν με αέρα από την επιφάνεια τον οποίο φέρνουν μέσω των εξαιρετικά υδροφοβικών ποδιών και κοιλιών τους. Αντίστοιχα, τα μυρμήγκια της φωτιάς φτιάχνουν «σχεδίες» παγιδεύοντας αέρα ανάμεσα στα υπερ-υδροφοβικά σώματά τους.

«Ήταν μια πολύ ενδιαφέρουσα έμπνευση» λέει ο Γκούο. Όπως αναφέρουν στο σχετικό επιστημονικό άρθρο οι ερευνητές, «κλειδί» είναι πως οι πολύπλευρες υδροφοβικές επιφάνειες μπορούν να παγιδεύσουν μεγάλες ποσότητες αέρα, κάτι που ανοίγει τον δρόμο προς τη χρήση τους για τη δημιουργία πλωτών αντικειμένων και συσκευών.

Το εργαστήριο του Γκούο δημιούργησε μια δομή όπου οι επιφάνειες που είχαν υποστεί τη σχετική επεξεργασία σε δύο παράλληλες πλάκες αλουμινίου «κοιτούν» προς τα μέσα, όχι προς τα έξω, ώστε να προστατεύονται από εξωτερικές φθορές. Οι επιφάνειες χωρίζονται από την κατάλληλη απόσταση ώστε να παγιδεύουν και να συγκρατούν αρκετό αέρα ώστε να κρατούν τη δομή εν πλω- στην ουσία δημιουργώντας ένα αεροστεγές δωμάτιο. Ακόμα και μετά από κατάδυση δύο μηνών, οι δομές αυτές αναδύονταν αμέσως μετά την απελευθέρωσή τους, σύμφωνα με τον Γκούο. Επίσης, διατηρούσαν αυτή την ιδιότητα ακόμα και αφού είχαν υποστεί ρωγμές, επειδή ο αέρας παραμένει παγιδευμένος σε διαφορετικά τμήμα του «δωματίου» ή κοντινών δομών.

Αν και η ομάδα χρησιμοποίησε αλουμίνιο για το project της, η διαδικασία χάραξης θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για οποιοδήποτε άλλο μέταλλο ή υλικό, σημειώνει ο Γκούο.

Σχετικά άρθρα