Непотопляемый металл всегда остается на плаву

Супергидрофобные материалы, которые превосходно отталкивают воду, могут быть чрезвычайно полезны по целому ряду причин, как очевидных, так и не столь очевидных. Они могут предотвратить образование льда на поверхностях, сделать электронику водонепроницаемой или сделать корабли более эффективными.

Теперь инженеры нашли причудливое новое применение для супергидрофобных материалов — создание «непотопляемых» металлов, которые остаются плавающими даже при проколе.

Супергидрофобные материалы приобретают водоотталкивающие свойства, задерживая воздух на сложных поверхностях. Эти пузырьки воздуха затрудняют прилипание воды, поэтому вместо этого капли отскакивают или скатываются. Но, конечно, воздух также делает вещи плавучими, поэтому команда ученых решила проверить, как можно использовать супергидрофобные материалы для улучшения плавучести объектов.

Исследователи использовали сверхбыстрые лазерные импульсы, чтобы вытравить микромасштабные и наноразмерные структуры на поверхности металлов. Это задерживает большие объемы воздуха, делая металлы одновременно супергидрофобными и плавучими. Но проблема заключалась в том, что такие сложные поверхности со временем изнашиваются из-за трения в воде, что снижает эффективность обоих этих свойств.

Поэтому исследователи придумали креативное решение. Они построили конструкции, состоящие из двух обработанных алюминиевых поверхностей, обращенных друг к другу, соединенных небольшим центральным полюсом.

Расстояние между двумя пластинами было тщательно выбрано, чтобы удерживать максимальное количество воздуха, как в водонепроницаемом отсеке.

По словам ученых, конечный результат практически непотопляем. После двухмесячного погружения конструкции выпрыгнули обратно на поверхность, как только груз был снят. Даже повреждение поверхностей не заставило их утонуть — команда исследователей просверлила в них шесть отверстий размером 3 мм и одно размером 6 мм, а конструкции остались на плаву. По-видимому, достаточно воздуха остается в ловушке в других частях конструкции.

Исследователи говорят, что метод травления может быть использован на любом металле или другом материале, и получающиеся непотопляемые устройства могут иметь целый ряд потенциальных применений.

Корабли и плавучие конструкции могут оставаться на плаву даже после нанесения серьезного ущерба, а электронные контрольные устройства могут работать под водой в течение длительных периодов времени.

Работа была проведена учеными из Рочестерского университета и Чанчуньского института оптики, точной механики и физики в Китае.

Исследование было опубликовано в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.