Понаблюдав за пауками-водолазами и огненными муравьями, уверенно преодолевающими водные препятствия, специалисты из Университета Рочестера разработали металлические структуры, отказывающиеся тонуть — вне зависимости от того, как часто их погружают в воду или насколько они повреждены.
Открытие американских ученых может привести к появлению действительно непотопляемых судов, а также не боящихся проколов носимых спасательных гаджетов и выдерживающих длительное погружение в воду электронных датчиков.
Исследование проходило в два этапа. На первом этапе ученые с помощью фемтосекундных лазеров нанесли на алюминиевую пластину узоры в микро- и наномасштабе. Эта «гравировка» служит своего рода ловушкой для воздуха, который делает поверхность супергидрофобной, или водоотталкивающей.
Вместе с тем, первые эксперименты показали, что при долгом погружении в воду металл начинал терять свои гидрофобные свойства, и тогда специалисты обратились к паукам и муравьям, способным долгое время находиться над или под водой. Так, пауки-серебрянки, к примеру, сплетают настоящие водолазные колокола, заполненные воздухом. А огненные муравьи собираются в своего рода «плоты», удерживая воздух между своими телами:
Исследователи попытались повторить такой подход. Для этого они взяли две алюминиевые пластины, покрытые крошечными углублениями, и соединили их друг с другом таким образом, чтобы, во-первых, «гравировка» обеих пластин была направлена внутрь, а во-вторых, между ними было достаточно зазора, чтобы поймать и удерживать воздух.
Полученная в результате металлическая конструкция оказалась не только непотопляемой, но и достаточно устойчивой: даже после того, как ее погрузили на два месяца на дно аквариума, она тут же всплыла на поверхность, как только давивший на нее груз убрали. По словам исследователей, это обусловлено тем, что пойманный между пластинами воздух образовал пузырь, который не давал воде попасть внутрь структуры и разрушить гидрофобную поверхность, а также позволил ей впоследствии вынырнуть.
Кроме того, пластины сохранили свое супергидрофобное качество, получив несколько «пробоин» — воздух все равно оставался внутри уцелевших частей конструкции.
По словам профессора Го Чуньлэя, такого же эффекта можно добиться не только с алюминием, но и практически с любым металлом или другим материалом.
В дальнейшем исследователи намерены продолжить развивать технологию, будучи уверенными в ее перспективности. Интерес к разработке уже выразили американские военные.
