ロチェスター大学の研究者は、クモやアリの特性を「弱体化」することで自然からインスピレーションを得て、文字通り沈むことを拒否するほど撥水性の金属構造を作成します。
沈めない素材は、傷んだり穴があいたりしても、水中での時間に関係なく浮いたままになるなどの特徴があります。
これは沈むことができない船につながるのでしょうか？
無敵の船が最初に思い浮かびますが、多くの可能な用途があることは明らかです。穴があいても浮く着用可能な救命具？海中で長期間生存できる電子監視装置?
この発見は、ロチェスター大学のチームと 郭郭、中国の長春光学微細力学および物理学研究所の教授。 研究所 彼は科学ジャーナルACS Applied Materials and Interfacesで研究について説明しました。
このプロジェクトは、 ビル＆メリンダゲイツ財団、米陸軍研究事務所、国立科学財団。
レーザーの娘
この施設は、研究室が開発した革新的な技術を使用して、フェムト秒レーザーで金属表面を「彫刻」します。 複雑なマイクロおよびナノスケールのパターンを彫刻することにより、空気を閉じ込め、表面を超疎水性または撥水性にすることができます。
自然のインスピレーション
「沈めない金属」に与えられた特徴は、すでに自然界に存在しています。 一部の種のクモやアリは、密閉された領域に空気を閉じ込めることで、水中または水面で長期間生存できます。たとえば、アルギロネータミズグモはドーム状の水中巣、いわゆるダイビングベルを作り、超疎水性の脚と腹部の間の表面から運ばれる空気で満たします。同様に、ヒアリは超疎水性の体の間に空気を閉じ込めることによっていかだを形成することができます。
問題と解決策
「これは非常に興味深いインスピレーションでした」彼は言います 郭。 研究者らは論文の中で次のように述べています。 「重要な洞察は、多面的な超疎水性（SH）表面が大量の空気を閉じ込めることができることであり、SH表面を使用してフローティングデバイスを作成する可能性を示しています。」
Guoの研究室は、XNUMXつの平行なアルミニウムプレートの処理面が外側ではなく内側を向いている構造を作成しました。したがって、閉じており、外部の摩耗や摩耗がありません。 表面は適切な距離だけ隔てられており、構造を浮かせるのに十分な空気を閉じ込めて保持し、本質的に防水コンパートメントを作成します。
2 か月間水没した後でも、荷重が解放されると構造物はすぐに水面に跳ね上がりました。また、コンパートメントの残りの部分または隣接する構造に空気が閉じ込められたままであるため、構造は複数回穴が開いた後でもこの能力を維持しました。
チームはこのプロジェクトにアルミニウムを使用しましたが、「エッチングプロセス」により、あらゆる材料や金属を沈められなくなる可能性があると、郭氏は言います。
最初のエッチング実験にはしばらく時間がかかりました：2,5平方センチメートルの領域にはXNUMX時間必要でした。
