Alla vet att metaller är en ganska tung klass av ämnen som har en hög densitet och (om vi inte talar om speciella legeringar eller ultratunna ark som folie) sjunker ofta i vatten. Men forskare vid University of Rochester har kunnat skapa en metall som helt enkelt vägrar sjunka. Även om den är avsiktligt nedsänkt under vattenytan kommer den att flyta till ytan.
Hur man skapar metall som inte sjunker i vatten
Ansvarig för utvecklingen är professor vid Institutionen för optik och fysik vid University of Rochester Chunlei Guo och hans team. För att skapa det nya materialet använde forskarna en innovativ metod som använder femtosekund laserblinkar för att "etsa" ytan på metaller. Det vill säga mycket snabba och intensiva laserblinkar skapar mikro- och nanoskala-mönster på metallytan, vilket ändrar ämnets struktur. Detta gör att ytskiktet på metallen kan fånga och hålla kvar luft, vilket gör metallytan "superhydrofob" eller, enklare, vattenavvisande.
Under testningen fann forskarna emellertid att ytor efter långvarig nedsänkning i vatten kan börja förlora sina hydrofoba egenskaper. Och sedan uppmärksammades forskarna av … spindlar och myror.
Till exempel skapar Argyroneta vattenfågelspindlar en undervattens kupolbana - den så kallade dykklockan, som de fyller med luft, som de bär från ytan på benen och buken. På samma sätt kan vissa myrarter bilda en "vattenbubbla" genom att hålla luftbubblor på kroppens yta.
Som ett resultat utvecklade ett team av forskare en struktur där två metallplattor täcktes med små "mönster" precis som tidigare. Först nu lägger de dessa plattor ovanpå varandra och vänder dem inåt med ett "mönster". Det fanns tillräckligt med utrymme mellan plattorna för att fånga och hålla luft, vilket förhindrade metallstrukturen från att sjunka.
Dessutom förblir den superhydrofoba strukturen flytande även efter betydande strukturella skador. Som en del av experimentet gjorde forskare 6 hål i plattorna med en diameter på 3 millimeter och ett hål med en diameter på 6 millimeter. Samtidigt fortsatte plattorna att flyta på ytan av vattnet.
Kampanjvideo:
Metallen fortsätter att flyta även efter omfattande skador.
Teamet hävdar att en liknande process kan användas för att modifiera alla typer av metall. När experterna först testade den nya tekniken tog det dem en timme att ändra metallområdet 2,5 x 2,5 centimeter. Genom att använda lasrar som är sju gånger kraftigare har processen väsentligt accelererat och i allmänhet, enligt utvecklarna, "är tekniken redo för kommersiellt bruk."
Vladimir Kuznetsov