ロチェスター大学の研究者は、自然からインスピレーションを得て、クモやアリの特性を「弱体化」させて、文字通り沈まないほど撥水性の高い金属構造を作成しました。
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、多くの用途が考えられることは明らかです。 パンクしても浮くウェアラブルライフジャケット？ 海で長期間生き残ることができる電子監視装置は?
この発見は、ロチェスター大学のチームの作業の結果であり、 郭郭、中国の長春光学・精密機械・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、米国陸軍研究局、国立科学財団。
レーザーの娘
この施設は、研究所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。
自然なインスピレーション
「沈まない金属」に与えられた特性は、すでに自然界に存在しています。 クモやアリの一部の種は、密閉された領域に空気を閉じ込めることにより、水面下または水面上で長期間生き残ることができます. たとえば、Argyroneta ミズグモは、ドーム型の水中ネット、いわゆるダイビング ベルを作成します。このネットは、超疎水性の脚と腹筋の間の表面から運ばれた空気で満たされます。 同様に、ヒアリは、超疎水性体の間に空気を閉じ込めることによって筏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。 研究者が文書で指摘しているように： 「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ということであり、SH 表面を使用して浮遊デバイスを作成できる可能性を示しています。」
Guo の研究室は、XNUMX 枚の平行なアルミニウム板で処理された表面が外側ではなく内側を向いている構造を作成したため、密閉され、外部の磨耗や磨耗がありません。 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。
XNUMXか月間水没した後でも、貨物が解放された後、構造物はすぐに水面に跳ね返りました. 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るため、構造は数回穴を開け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、どんな材料や金属も沈みにくいものになる可能性があります」と Guo 氏は言います。
最初のエッチング実験には時間がかかりました。2,5 平方センチメートルの領域に XNUMX 時間かかりました。
