Створен метал, який не тоне у воді

Створен метал, який не тоне у воді

Усім відомо, що метали — досить важкий клас речовин, який має високу щільність і(якщо ми не говоримо про особливі сплави або надтонкі листи на кшталт фольги) частенько тоне у воді. Проте дослідники з Університету Рочестера змогли створити метал, який просто відмовляється тонути. Навіть якщо його спеціально навантажити під водну гладінь — він спливе на поверхню.

Як створити метал, який не тоне у воді

За розробку відповідає професор кафедри оптики і фізики Університету Рочестера Чунлей Го і його команда. Для створення нового матеріалу дослідники застосували новаторський метод, що використовує фемтосекундні спалахи лазерів для того, що «труїть» поверхні металів. Тобто дуже швидкі і інтенсивні спалахи лазерів створюють на поверхні металу мікро- і нанорозмірні візерунки, міняючи структуру речовини. Завдяки цьому поверхневий шар металу може захоплювати повітря і утримувати воно, що робить поверхню металу «супергідрофобною» або, просто кажучи, водовідштовхувальною.

Подібний підхід може привести до створення непотоплюваних кораблів. Або ж до розробки електронних пристроїв, який будуть мало того, що плавати на поверхні, так ще і будуть практично повністю водонепроникними. — говорить професор Чунлей Го.

Проте в ході випробувань дослідники виявили, що після тривалого занурення у воду поверхні можуть почати втрачати свої гідрофобні властивості. І тоді увагу учених притягнули павуки… і мурашки.

Наприклад, водоплавні павуки Argyroneta створюють підводну куполоподібне павутиння так званий водолазний дзвін, яку вони заповнюють повітрям, яке вони переносячи з поверхні на своїх ногах і черевці. Таким самим чином деякі види мурашок здатні формувати «водяний пухир», утримуючи на поверхні тіла пухирі повітря.

Це дуже цікаве природне явище, — відмічають дослідники. Ключовим в даному випадку являється те, що супергідрофобні (SH) поверхні можуть захоплювати великий об'єм повітря, що вказує на можливість використання SH— поверхонь для створення плавучих пристроїв.

У результаті команда учених розробила структуру, в якій дві металеві пластини точно також, як і раніше, покрили крихітними «візерунками». Тільки ось поклали ці пластини один на одного, обернувши «малюнком» всередину. Між пластинами виявилося досить місця, щоб захоплювати і утримувати повітря, яке не давало металевій структурі потонути.


При цьому надгідрофобна структура залишається на плаву навіть після значного структурного ушкодження. У рамках експерименту учені зробили в пластинах 6 отворів діаметром в 3 міліметри і один отвір діаметром 6 міліметрів. Пластини при цьому продовжували плавати на поверхні води.

Команда учених стверджує, подібний процес може бути застосований для модифікації будь-яких видів металів. Коли експерти уперше випробовували нову технологію, їм знадобився одну годину на те, щоб модифікувати площу металу розміром 2,5 на 2,5 сантиметри. Тепер, використовуючи лазери в сім разів потужніше, процес значно прискорився і в цілому, за словами розробників, «технологія готова для комерційного застосування».