Εμπνευσμένοι από αράχνες, επιστήμονες αναπτύσσουν αβύθιστο μέταλλο!

Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ μιμήθηκαν τη φύση για να δημιουργήσουν έναν επαναστατικό τύπο αλουμινίου, ο οποίος έχει την ικανότητα να επιπλέει ακόμα και αν υποστεί ζημιές. Αυτή η ανακάλυψη υπόσχεται σημαντικές προοπτικές για τη ναυπηγική και την αειφόρο ενέργεια.

Η παραδοσιακή διαπίστωση ότι τα μεταλλικά αντικείμενα βυθίζονται στο νερό είναι πλέον αμφισβητούμενη, με τα ευρήματα της έρευνας να υποδεικνύουν κάτι διαφορετικό. Οι ερευνητές ανακάλυψαν πως σωλήνες από αλουμίνιο, εμπνευσμένοι από τις αράχνες-καμπάνες, μπορούν να παραμένουν στην επιφάνεια του νερού, ανεξάρτητα από τις συνθήκες.

«Μπορείς να ανοίξεις μεγάλες τρύπες στους σωλήνες και παρ’ όλα αυτά να συνεχίζουν να επιπλέουν», δήλωσε ο καθηγητής Οπτικής και Φυσικής, Chunlei Guo, ο οποίος ηγείται της μελέτης. «Ακόμη και με εκτεταμένες ζημιές, πλέει».

Το μυστικό πίσω από αυτή τη δυνατότητα είναι η υδροφοβία, με μια πιο προχωρημένη μορφή της – υπερυδροφοβικότητα. Με τη χρήση λέιζερ, οι ερευνητές δημιούργησαν μικροσκοπικές αυλακώσεις στο αλουμίνιο που συγκεντρώνουν αέρα, κρατώντας το μέταλλο στην επιφάνεια του νερού. Η υφή αυτών των σωλήνων παραπέμπει σε κοτλέ ύφασμα, αλλά σε νανοκλίμακα.

Αυτή η τεχνολογία μιμείται το φυσικό μηχανισμό επιβίωσης των αραχνών-καμπανών, οι οποίες χρησιμοποιούν λεπτές τρίχες για να εγκλωβίζουν αέρα. Οι σωλήνες αποτρέπουν το νερό να εισέλθει, διατηρώντας τον αέρα μέσα τους και εξασφαλίζοντας την πλευστότητα.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Advanced Functional Materials, επιλύει τα προβλήματα που παρουσιάστηκαν σε προηγούμενες έρευνες. Σε αντίθεση με τους αβύθιστους δίσκους του 2019, οι νέοι σωλήνες περιλαμβάνουν ένα εσωτερικό διαχωριστικό που λειτουργεί ως θάλαμος παγίδευσης αέρα, επιτυγχάνοντας σταθερότητα ακόμη και σε ταραγμένα νερά.

Η φύση έχει εκμεταλλευτεί τη υπερυδροφοβικότητα για πολύ καιρό, με παραδείγματα όπως τα μάτια των κουνουπιών και τα μυρμήγκια της φωτιάς που σχηματίζουν πλωτές «σχεδίες».

Η πρόοδος αυτή μπορεί να εφαρμοστεί σε πλωτές κατασκευές, ανθεκτικές σχεδίες και πλοία που δεν θα βυθίζονται εύκολα. Εντούτοις, η προοπτική αξιοποίησης των κυμάτων για την παραγωγή ενέργειας μέσω πλωτών πλατφορμών προσφέρει επιπλέον δυνατότητες.

Οι τρέχοντες σωλήνες έχουν μήκος περίπου 50 εκατοστά, αλλά σύμφωνα με τον Guo, η τεχνολογία μπορεί να επεκταθεί σημαντικά, χάρη στην πρόοδο των σύγχρονων λέιζερ.