Inženjeri napravili nepotopive metalne cevi: Inspiracija su vodeni pauk i vatreni mravi

Više od jednog veka nakon što je potonuo čuveni Titanik, inženjeri se i dalje nadaju da će konstruisati stvarno nepotopive brodove. Kao korak ka ostvarenju tog ambicioznog cilja, istraživači sa Instituta za optiku Univerziteta u Ročesteru razvili su novi proces koji obične metalne cevi čini nepotopivim – što znači da će ostati na površini bez obzira na to koliko dugo su u vodi ili koliko su teško oštećene, piše EurekAlert!

Čunlej Guo, profesor optike i fizike i viši naučnik u Laboratoriji za lasersku energetiku Univerziteta u Ročesteru, i njegov tim opisali su svoj proces za kreiranje aluminijumskih cevi sa izuzetnim sposobnostima plutanja u studiji objavljenoj u žurnalu Advanced Functional Materials. Nagrizanjem unutrašnjosti aluminijumskih cevi, istraživači stvaraju mikro- i nano-rupice na površini koje je čine superhidrofobnom, čime ona odbija vodu i ostaje suva.

Preporučujemo

Kada obrađena cev uđe u vodu, superhidrofobna površina zarobljava stabilan mehur vazduha unutar cevi, što sprečava da se cev napuni vodom i potone. Ovaj mehanizam je sličan načinu na koji vodeni pauci Argyroneta aquatica zarobljavaju mehur vazduha kako bi ostali plovni pod vodom, ili kako vatreni mravi formiraju plutajuće splavove svojim hidrofobnim telima.

- Što je važno, dodali smo pregradu na sredinu cevi tako da, čak i ako je gurnete vertikalno u vodu, mehur vazduha ostaje zarobljen unutra i cev zadržava svoju sposobnost plutanja - kaže Guo.

Guo i njegova laboratorija su 2019. godine prvi put demonstrirali superhidrofobne plutajuće uređaje, koji su se sastojali od dva superhidrofobna diska spojena zajedno kako bi se stvorio potisak. Međutim, trenutni dizajn sa cevima pojednostavljuje i unapređuje tehnologiju u nekoliko ključnih oblasti. Diskovi koje su istraživači ranije razvili mogli su da izgube sposobnost plutanja kada se okrenu pod ekstremnim uglovima, dok su cevi otporne na turbulentne uslove poput onih na moru.

- Testirali smo ih u veoma surovim okruženjima nedeljama i nismo primetili nikakvo slabljenje njihove plovnosti. Možete im probušiti velike rupe, a pokazali smo da čak i ako ozbiljno oštetite cevi sa onoliko rupa koliko god možete da napravite, one i dalje plutaju – objasnio je Guo.

Više cevi se može povezati kako bi se napravili splavovi koji bi mogli biti osnova za brodove, bove i plutajuće platforme. U laboratorijskim eksperimentima, tim je testirao dizajn koristeći cevi različitih dužina, do skoro pola metra, a Guo kaže da bi tehnologija mogla lako da se prilagodi većim dimenzijama potrebnim za plutajuće uređaje koji nose teret.

Istraživači su takođe pokazali kako bi se splavovi napravljeni od superhidrofobnih cevi mogli koristiti za prikupljanje energije talasa radi proizvodnje električne energije, što predstavlja obećavajuću primenu u oblasti obnovljivih izvora energije.

(Telegraf Nauka/EurekAlert!)