Czy statki będą całkowicie odporne na zatonięcie? Badacze prezentują nową technologię
Zespół z Instytutu Optyki Uniwersytetu w Rochester opracował innowacyjny proces wytrawiania aluminiowych rurek, nadając im niezatapialność nawet w przypadku uszkodzenia. Dzięki swojej superhydrofobowej powierzchni mogą one zatrzymywać powietrze, utrzymując się na wodzie przez długi czas i podlegając skalowaniu do różnych rozmiarów. Naukowcy widzą w tej technologii szansę na zastosowanie w budowie statków, platform pływających i pozyskiwaniu energii z fal wodnych.
Naukowcy tworzą niezatapialne rurki aluminiowe
Inżynierowie od lat głowią się nad niezatapialnymi statkami. Potrzeba specjalnego materiału, z którego można by je zbudować. Osiągnąć ten ambitny cel spróbowali naukowcy z Instytutu Optyki Uniwersytetu w Rochester, którzy opracowali nowy proces, sprawiający, że zwykle metalowe rurki nie toną - nawet w przypadku uszkodzenia. To daje nadzieję na nowy etap w historii okrętownictwa i nie tylko.
Chunlei Guo, profesor optyki w Laboratorium Energetyki Laserowej i jego zespół opisali, jak stworzyli ten niezwykły materiał. Nowatorski metal swoje właściwości zawdzięcza wytrawianiu aluminiowych rurek, dzięki czemu na powierzchni tworzą się mikro- i nanopowłoki, sprawiające, że staje się ona superhydrofobowa, odpychając wodę i pozostając suchą.
Czy statki będą niezatapialne?
Wrzucona do wody rurka nie tonie, ponieważ jej powierzchnia zatrzymuje stabilną bańkę powietrza. Jest to podobny mechanizm do tego, w jaki nurkujące pająki zatrzymują powietrze, aby utrzymać się na powierzchni wody, albo do tego, w jaki mrówki ogniste tworzą pływające tratwy dzięki swoim hydrofobowym ciałom.
- Co ważne, dodaliśmy przegrodę w środkowej części rurki, dzięki czemu nawet po wciśnięciu jej pionowo do wody pęcherzyk powietrza pozostaje uwięziony w środku, a rurka zachowuje swoją zdolność pływania - tłumaczy Guo.
Już w 2019 roku zespół Guo zaprezentował po raz pierwszy podobne rozwiązanie, jednak wtedy były to dwa superhydrofobowe dyski połączone ze sobą, aby zapewnić ich wyporność. Obecna konstrukcja rurki upraszcza tę technologię w kilku kluczowych obszarach, szczególnie mając na uwadze to, że dyski pod odpowiednim kątem mogły utracić swoją zdolność do unoszenia się na powietrzeni, tymczasem rurki są odporne na turbulencje, jakie występują na morzu.
- Testowaliśmy je przez kilka tygodni w naprawdę trudnych warunkach i nie stwierdziliśmy żadnego pogorszenia ich pływalności - dodaje Guo.
Nowe rurki nie toną nawet po uszkodzeniu. Można je łączyć w konstrukcje
Według niego, nawet jeśli rurka zostanie uszkodzona i przedziurawiona, nadal będzie się unosić na wodzie. Można je łączyć ze sobą, tworząc duże tratwy, które mogłyby stanowić podstawę dla statków i platform pływających. Badacze przetestowali już w eksperymentach laboratoryjnych projekt z wykorzystaniem rur o różnych długościach, z których największe sięgały prawie pół metra. Ich zdaniem można je skalować do większych rozmiarów na potrzeby budowy pływających urządzeń.
Jednocześnie istnieje szansa, że rurki mogłyby zostać wykorzystywane do pozyskiwania energii elektrycznej z fal wodnych, co stanowi obiecujące nowe źródło energii odnawialnej, zdolnej zasilić statki czy platformy.
