Svi znaju da su metali prilično teška klasa tvari koje imaju visoku gustoću i (ako ne govorimo o posebnim legurama ili ultra tankim listovima poput folije) često potonu u vodi. No, istraživači sa Sveučilišta u Rochesteru uspjeli su stvoriti metal koji jednostavno odbija potonuti. Čak i ako je posebno potopljena ispod vodene površine, isplivat će na površinu.
Kako stvoriti metal koji neće potonuti u vodi
Za razvoj je odgovoran profesor katedre za optiku i fiziku Sveučilišta u Rochesteru Chunlei Guo i njegov tim. Da bi stvorili novi materijal, istraživači su koristili inovativnu metodu koja upotrebljava femtosekundne laserske bljeskove za "jetkanje" površine metala. To jest, vrlo brzi i intenzivni laserski bljeskovi stvaraju mikro- i nanoskalijske uzorke na metalnoj površini, mijenjajući strukturu tvari. To omogućava površinskom sloju metala da hvata i zadržava zrak, što metalnu površinu čini „superhidrofobičnom“ili, jednostavnije, vodoodbojnom.
Međutim, tijekom testiranja, istraživači su otkrili da nakon dužeg uranjanja u vodu površine mogu početi gubiti svoja hidrofobna svojstva. A onda su pažnju znanstvenika privukli … pauci i mravi.
Na primjer, pauci vodopadi Argyroneta stvaraju podvodnu mrežu s kupolom - takozvano ronilačko zvono, koje ispunjavaju zrakom, a koje nose s površine na nogama i trbuhu. Na isti su način neke vrste mrava sposobne formirati "vodeni mjehurić" držeći mjehuriće zraka na površini tijela.
Kao rezultat toga, tim znanstvenika razvio je strukturu u kojoj su dvije metalne ploče bile prekrivene sitnim "uzorcima" baš kao i prije. Tek sada ove ploče stavljaju jedna na drugu, okrećući ih prema unutra "uzorkom". Između ploča bilo je dovoljno prostora za hvatanje i zadržavanje zraka, što je spriječilo da metalna konstrukcija potone.
Nadalje, superhidrofobna struktura ostaje na površini čak i nakon značajnih strukturnih oštećenja. U sklopu eksperimenta, znanstvenici su napravili 6 rupa u pločama promjera 3 milimetra i jednu rupu promjera 6 milimetara. Istodobno su ploče nastavile plutati na površini vode.
Promotivni video:
Metal nastavlja plutati i nakon velikih oštećenja.
Tim tvrdi da se sličan postupak može koristiti za modificiranje bilo koje vrste metala. Kada su stručnjaci prvi put testirali novu tehnologiju, trebalo im je jedan sat da modificiraju metalni prostor veličine 2,5 do 2,5 centimetra. Sada se pomoću lasera sedam puta snažnijih proces znatno ubrzao i općenito, prema programerima, "tehnologija je spremna za komercijalnu upotrebu".
Vladimir Kuznetsov