J. Adam Fenster / Rochester Üniversitesi
Bir sal şeklinde birbirine bağlanan çok sayıda batmaz metal boru, geleceğin gemilerinin, şamandıralarının ve yüzer platformlarının temelini oluşturabilir.
Bir mühendis ekibi, deliklerle dolu olsa bile batmayan metal borular yarattı ve bizi bir gün gerçekten batmaz gemilere sahip olmaya yaklaştırdı.
Felaketin üzerinden 100 yılı aşkın süre geçti TitanikEfsanevi “batmaz” olduğu iddia edilen gemi, batmaz gemi fikri mühendislik araştırmalarını yönlendirmeye devam ediyor.
Rochester Üniversitesi’ndeki bilim adamlarından oluşan bir ekip, şimdi bu hedefe doğru önemli bir adım attı. ortak metal borular etkili bir şekilde batmaz.
Bu tüpler su üstünde kalmak Su altında kaldıkları süreye veya uğradıkları fiziksel hasara bakılmaksızın su.
Soruşturma şu kişi tarafından yürütüldü: Chunlei GuoRochester Üniversitesi’nde optik ve fizik profesörü ve kıdemli araştırmacı olan madde Salı günü A dergisinde yayınlandıileri Fonksiyonel Malzemeler.
Ekip yaklaşımı şunları içerir: İç yüzeyi dikkatlice kazıyın oluşturmak için alüminyum tüplerden mikroskobik ve nanometre ölçekli boşluklar. Bu dokulu yüzey süper hidrofobikbu şu anlama geliyor suyu güçlü bir şekilde iter ve kuru kalır.
Muamele edilen tüplerden biri suya daldırıldığında, kovucu iç su, içeride sabit bir hava cebini hapseder. Bu hava tabakası suyun boruya dolmasını ve batmasına neden olmasını engeller.
Süreç çoğalır doğada bulunan stratejilerçan örümceğinde olduğu gibi (Argyroneta Aquatica), Hangi hava kabarcıklarını taşır su altında veya birbirleriyle bağlantı kurarak ateş karıncalarından (Solenopsis invicta) oluşur. yüzen sallar suya dayanıklı gövdelerini kullanıyorlar.
“Çok önemli bir faktör de tüpün ortasına bir bölücü eklememizdi, böylece dikey olarak itseniz bile suyun içinde hava kabarcığı kalıyor içeride hapsolmuş ve tüp yüzme yeteneğini koruyor”, diye açıklıyor Guo.
Guo’nun ekibi ilk kez yüzen cihazları göstermişti süper hidrofobik 2019’da, kaldırma kuvveti oluşturmak için birbirine kapatılmış iki su geçirmez disk kullanıldı.
Etkili olmasına rağmen, bu önceki anlayış sınırlamaları vardı. Aşırı açılarda diskler su üstünde kalma yeteneğini kaybedebilir. Yeni tüp tabanlı tasarım, özellikle açık denizdekine benzer türbülanslı koşullarda daha basit ve çok daha stabildir.
“Onları gerçekten zorlu ortamlarda haftalarca test ettik ve kaldırma kabiliyetinde herhangi bir bozulma bulamadık“, diyor Guo. “İçlerinde büyük delikler açmak mümkün ve mümkün olduğu kadar çok delik açarak tüplere ciddi şekilde zarar versek bile, bunların yüzmeye devam et“.
Ekip şunu da gösterdi: birden fazla tüp bağlanabilir sallar oluşturarak gemi, şamandıra ve yüzer platform gibi uygulamaların önünü açıyor.
Laboratuvar testleri, neredeyse yarım metreye ulaşan farklı uzunluklardaki tüpleri içeriyordu. Guo’ya göre konsept şu şekilde genişletilebilir: en ağır yükleri destekleyin gerçek dünyada kullanılır.
Ekip ayrıca bu süperhidrofobik tüplerden yapılan salların nasıl kullanılabileceğini de araştırdı. okyanus dalgalarından enerji yakalamak. Bu yaklaşım bir potansiyele işaret ediyor. elektrik üretmenin yeni yolu yenilenebilir — dayanıklı yüzer yapılar kullanılırken.