Mindenki tudja, hogy a fémek meglehetősen nehéz anyagok osztálya, amelyek nagy sűrűséggel bírnak (és ha nem beszélünk speciális ötvözetekről vagy olyan ultra vékony lemezekről, mint a fólia), gyakran vízbe süllyednek. A Rochesteri Egyetem kutatói azonban képesek voltak olyan fémet létrehozni, amely egyszerűen megtagadja a süllyedést. Még akkor is, ha azt szándékosan merítik a víz felszíne alá, lebeg a felszínre.
Hogyan hozzunk létre olyan fémet, amely nem merül fel a vízben
A fejlesztésért felelős a Rochesteri Egyetem Optikai és Fizikai Tanszékének professzora és Chunlei Guo csapata. Az új anyag elkészítéséhez a kutatók innovatív módszert alkalmaztak, amely femtosekundás lézervakukat használ a fémek felületének "maratására". Vagyis a nagyon gyors és intenzív lézer villanások mikro- és nanoméretű mintákat hoznak létre a fém felületén, megváltoztatva az anyag szerkezetét. Ez lehetővé teszi a fém felületi rétegének, hogy csapdába ejtse és visszatartsa a levegőt, ezáltal a fém felülete "szuperhidrofób" vagy egyszerűbben víztaszító.
A tesztelés során a kutatók azonban úgy találták, hogy a vízbe merülés után a felületek elveszíthetik hidrofób tulajdonságaikat. És akkor a tudósok figyelmét … pókok és hangyák vonzták.
Például az Argyroneta vízimadarak pókjai létrehoznak egy víz alatti kupolásos hálót - az úgynevezett búvárharangot, amelyet levegővel töltnek fel, amelyet a felszínükről hordoznak a lábaikon és a hasukon. Ugyanígy, egyes hangyafajok képesek "vízbuborék" kialakítására azáltal, hogy a test felületén légbuborékokat tartanak.
Ennek eredményeként egy tudósok egy olyan szerkezetet fejlesztettek ki, amelyben két fémlemezt apró "mintákkal" borítottak, mint korábban. Csak most helyezték el ezeket a lemezeket egymásra, és "mintával" befelé fordítva. A lemezek között elegendő hely volt a levegő elfogásához és visszatartásához, ami megakadályozta a fémszerkezet elsüllyedését.
Sőt, a szuperhidrofób szerkezet még jelentős strukturális károsodások után is felszínen marad. A kísérlet részeként a tudósok 6 lyukat készítettek a 3 mm átmérőjű lemezeken és egy 6 mm átmérőjű lyukakat. Ugyanakkor a tányérok tovább úsztak a víz felszínén.
Promóciós videó:
A fém továbbra is úszik még súlyos sérülések után is.
A csapat szerint egy hasonló eljárás felhasználható bármilyen fém módosítására. Amikor a szakértők először kipróbálták az új technológiát, egy órát tettek nekik, hogy módosítsák a 2,5 x 2,5 centiméter fémterületet. A hétszer erősebb lézerek felhasználásával a folyamat jelentősen felgyorsult, és a fejlesztők szerint "a technológia kereskedelmi használatra kész".
Vladimir Kuznetsov