Kõik teavad, et metallid on üsna raske ainete klass, millel on suur tihedus ja (kui me ei räägi spetsiaalsetest sulamitest või üliohukestest lehtedest nagu foolium), vajub sageli vees. Rochesteri ülikooli teadlased on aga suutnud luua metalli, mis lihtsalt keeldub vajumast. Isegi kui see on tahtlikult sukeldatud veepinna alla, hõljub see pinnale.
Kuidas luua metalli, mis ei vaju vette
Arenduse eest vastutab Rochesteri ülikooli optika ja füüsika osakonna professor Chunlei Guo ja tema meeskond. Uue materjali loomiseks kasutasid teadlased uuenduslikku meetodit, mille abil metallide pinna söövitamiseks kasutatakse femtosekundilisi laservälke. See tähendab, et väga kiired ja intensiivsed laservälgud loovad metalli pinnale mikro- ja nanomõõtmelisi mustreid, muutes aine struktuuri. See võimaldab metalli pinnakihil õhku kinni hoida ja kinni hoida, muutes metalli pinna "ülihüdrofoobseks" või lihtsamalt vett hülgavaks.
Kuid katsetamise käigus leidsid teadlased, et pärast pikaajalist vette kastmist võivad pinnad kaotada oma hüdrofoobsed omadused. Ja siis köitsid teadlaste tähelepanu … ämblikud ja sipelgad.
Näiteks loovad Argyroneta veelindude ämblikud veealuse kupli veebi - niinimetatud sukeldumiskelli, mille nad täidavad õhuga, mida nad kannavad pinnalt jalgade ja kõhu peal. Samamoodi suudavad mõned sipelgate liigid moodustada "veemulli", hoides keha pinnal õhumulle.
Selle tulemusel töötas teadlaste meeskond välja struktuuri, milles kaks metallplaati olid kaetud nagu ennegi pisikeste "mustritega". Alles nüüd panid nad need plaadid üksteise peale, keerates need "mustriga" sissepoole. Plaatide vahel oli õhu hõivamiseks ja hoidmiseks piisavalt ruumi, mis takistas metallkonstruktsiooni vajumist.
Pealegi püsib superhüdrofoobne struktuur pinnal ka pärast olulisi struktuurikahjustusi. Katse osana tegid teadlased plaatidesse 6 auku läbimõõduga 3 millimeetrit ja ühe augu läbimõõduga 6 millimeetrit. Samal ajal jätkasid plaadid vee pinnal hõljumist.
Reklaamvideo:
Metall jätkub hõljumiseks ka pärast ulatuslikke kahjustusi.
Meeskond väidab, et sarnast protsessi saab kasutada mis tahes metalli modifitseerimiseks. Kui eksperdid esimest korda uut tehnoloogiat katsetasid, kulus neil 2,5-sentimeetrise metallpinna muutmiseks tund aega. Nüüd, kasutades seitse korda võimsamaid lasereid, on protsess märkimisväärselt kiirenenud ja üldiselt on arendajate sõnul "tehnoloogia valmis kaubanduslikuks kasutamiseks".
Vladimir Kuznetsov
