Επιστήμονες από το Ινστιτούτο Οπτικής του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ ανέπτυξαν μια διαδικασία που μετατρέπει συνηθισμένους σωλήνες αλουμινίου σε αβύθιστους μεταλλικούς σωλήνες που επιπλέουν στο νερό χωρίς να βυθίζονται. Οι ερευνητές πίσω από τη νέα τεχνική δήλωσαν ότι οι υπερυδρόφοβοι (SH) σωλήνες τους παραμένουν στην επιφάνεια ανεξάρτητα από το πόσο καιρό είναι βυθισμένοι ή πόσο σοβαρά έχουν υποστεί ζημιά.
«Σε αυτή την εργασία, παρουσιάζουμε έναν μεταλλικό σωλήνα SH με αξιόπιστη υποβρύχια πλευστότητα, υψηλή προσαρμοστικότητα σε βίαια περιβάλλοντα και ισχυρή αντοχή σε μηχανική τριβή και δομικές ζημιές», εξηγούν οι ερευνητές σε μια δημοσιευμένη μελέτη.
Σύμφωνα με μια δήλωση που περιγράφει λεπτομερώς τους αβύθιστους μεταλλικούς σωλήνες, ο επικεφαλής της ομάδας Chunlei Guo, καθηγητής οπτικής και φυσικής και ανώτερος επιστήμονας στο Εργαστήριο Ενεργειακής Λέιζερ του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ, δήλωσε ότι η διαδικασία της ομάδας περιλαμβάνει τη χάραξη του εσωτερικού των σωλήνων με μια σειρά από μικρο-κοιλότητες και νανο-κοιλότητες. Όταν αυτές οι επιφάνειες εκτίθενται σε νερό, αυτές οι κοιλότητες τις μετατρέπουν σε μια υπερυδρόφοβη επιφάνεια που απωθεί το νερό και παραμένει στεγνή.
Η ομάδα υλοποίησε αρχικά την ιδέα το 2019, χαράσσοντας τις επιφάνειες δύο δίσκων και στη συνέχεια σφραγίζοντάς τες μεταξύ τους για να δημιουργήσουν μια υπερυδρόφοβη σημαδούρα. Ωστόσο, πειράματα αποκάλυψαν ότι ο σχεδιασμός του διπλού δίσκου έχανε την πλευστότητά του όταν περιστρεφόταν «σε ακραίες γωνίες».
Στη νέα προσέγγιση, η χαραγμένη εσωτερική επιφάνεια των σωλήνων παγιδεύει μια σταθερή φυσαλίδα αέρα μεταξύ αυτής και του εισερχόμενου νερού. Το αποτέλεσμα είναι ένας αβύθιστος μεταλλικός σωλήνας που μπορεί να στρίψει, να λυγίσει, να τρυπηθεί ή να βυθιστεί επανειλημμένα χωρίς να χάσει την πλευστότητά του. Οι ερευνητές δήλωσαν ότι η «αξιοσημείωτη ικανότητα πλεύσης» των αβύθιστων σωλήνων τους προέρχεται από την παγιδευμένη φυσαλίδα αέρα.
«Εκτός από το ότι μπορεί να επιπλέει πίσω στην επιφάνεια ακόμη και μετά την πλήρη ανάδυσή του στο νερό, ο σωλήνας SH μπορεί επίσης να διατηρήσει την πλευστότητά του υπό σοβαρή κλίση, πρόσκρουση στο νερό, ακόμη και υπό σοβαρές δομικές ζημιές», εξήγησαν.
Ο ερευνητής απέδωσε επίσης την φαινομενικά αδύνατη ικανότητα των σωλήνων SH να παραμένουν στην επιφάνεια μετά από πλήρη βύθιση σε μια τροποποίηση του σχεδιασμού. Σύμφωνα με τον Guo, ο ανανεωμένος σχεδιασμός τους περιελάμβανε την προσθήκη ενός εσωτερικού «διαχωριστικού» έτσι ώστε «ακόμα κι αν τον σπρώξετε κάθετα στο νερό, η φυσαλίδα αέρα παραμένει παγιδευμένη στο εσωτερικό και ο σωλήνας διατηρεί την ικανότητά του να επιπλέει».
Οι δοκιμές αποκαλύπτουν ότι ακόμα και οι σοβαρά κατεστραμμένοι σωλήνες διατηρούν την πλευστότητα
Ο Guo είπε ότι η ομάδα του δοκίμασε τους αβύθιστους σωλήνες τους σε «πραγματικά δύσκολα περιβάλλοντα για εβδομάδες κάθε φορά», αλλά δεν υπήρξε μείωση στη συνολική άνωση. Ο καθηγητής σημείωσε επίσης ότι η ομάδα του μπορούσε να «ανοίγει μεγάλες τρύπες σε αυτούς (τους σωλήνες)» και παρόλα αυτά, διατήρησαν τις υπερυδρόφοβες ιδιότητές τους.
«Αποδείξαμε ότι ακόμα κι αν καταστρέψεις σοβαρά τους σωλήνες με όσες περισσότερες τρύπες μπορείς να ανοίξεις, αυτοί εξακολουθούν να επιπλέουν», εξήγησε ο Guo.
Δείτε ΒΙΝΤΕΟ ΕΔΩ
(ΠΗΓΗ ΕΔΩ)
