Πρόκειται για μεταλλικούς σωλήνες που απωθούν το νερό ακόμη και αν έχουν τρύπες παραμένοντας στεγνοί.
Μηχανικοί δημιούργησαν μεταλλικούς σωλήνες που δεν βυθίζονται ακόμη και όταν γεμίσουν με τρύπες φέρνοντας πιο κοντά στην πραγματικότητα την ιδέα των πραγματικά αβύθιστων πλοίων.
Περισσότερα από 100 χρόνια μετά την καταστροφή του Τιτανικού η ιδέα πλοίων που δεν μπορούν να βυθιστούν συνεχίζει να καθοδηγεί την μηχανική έρευνα. Επιστήμονες στο Ινστιτούτο Οπτικής του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ στη Νέα Υόρκη έκαναν τώρα ένα σημαντικό βήμα προς αυτόν τον στόχο αναπτύσσοντας μια μέθοδο που καθιστά απλούς μεταλλικούς σωλήνες ουσιαστικά αβύθιστους. Οι σωλήνες αυτοί παραμένουν στην επιφάνεια ανεξάρτητα από το πόσο καιρό βρίσκονται κάτω από το νερό ή πόση φυσική ζημιά υφίστανται.
Η ερευνητική ομάδα παρουσίασε τα ευρήματά της σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Advanced Functional Materials». Η προσέγγισή τους περιλαμβάνει την προσεκτική χάραξη της εσωτερικής επιφάνειας σωλήνων από αλουμίνιο ώστε να δημιουργηθούν μικροσκοπικές και νανοκλίμακας κοιλότητες. Αυτή η υφή καθιστά την επιφάνεια υπερυδρόφοβη δηλαδή απωθεί έντονα το νερό και παραμένει στεγνή.
Όταν ένας από αυτούς τους επεξεργασμένους σωλήνες βυθιστεί το εσωτερικό που απωθεί το νερό παγιδεύει ένα σταθερό στρώμα αέρα. Αυτό το στρώμα αέρα εμποδίζει το νερό να γεμίσει τον σωλήνα και να τον κάνει να βυθιστεί. Η διαδικασία αυτή θυμίζει στρατηγικές που συναντώνται στη φύση όπως ένα είδος αράχνης που μεταφέρει φυσαλίδες αέρα κάτω από το νερό ή ένα είδος μυρμηγκιών που ενώνονται για να σχηματίσουν πλωτές σχεδίες χρησιμοποιώντας τα υδροαπωθητικά τους σώματα.
«Το σημαντικό είναι ότι προσθέσαμε ένα διαχωριστικό στο μέσο του σωλήνα ώστε ακόμη κι αν τον σπρώξεις κατακόρυφα μέσα στο νερό η φυσαλίδα αέρα να παραμένει παγιδευμένη και ο σωλήνας να διατηρεί την πλευστότητα του» λέει ο Τσουνλέι Γκούο, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Βελτιωμένος σχεδιασμός
Η ομάδα του Γκούο είχε παρουσιάσει για πρώτη φορά υπερυδρόφοβες πλωτές συσκευές το 2019 χρησιμοποιώντας δύο υδροαπωθητικούς δίσκους σφραγισμένους μαζί για να δημιουργήσουν άνωση. Αν και αποτελεσματικός, εκείνος ο σχεδιασμός είχε περιορισμούς. Σε ακραίες γωνίες, οι δίσκοι μπορούσαν να χάσουν την ικανότητά τους να επιπλέουν. Ο νέος σχεδιασμός με σωλήνες είναι απλούστερος και πολύ πιο σταθερός, ιδιαίτερα σε ταραγμένες συνθήκες παρόμοιες με αυτές της ανοιχτής θάλασσας.
«Τους δοκιμάσαμε σε πραγματικά σκληρά περιβάλλοντα για εβδομάδες και δεν διαπιστώσαμε καμία υποβάθμιση της πλευστότητάς τους. Μπορείς να ανοίξεις μεγάλες τρύπες σε αυτούς και δείξαμε ότι ακόμη κι αν καταστρέψεις σοβαρά τους σωλήνες με όσες τρύπες μπορείς να κάνεις συνεχίζουν να επιπλέουν» λέει ο Γκούο.
Οι ερευνητές έδειξαν ότι πολλοί σωλήνες μπορούν να συνδεθούν για να σχηματίσουν σχεδίες ανοίγοντας τον δρόμο για εφαρμογές όπως πλοία, σημαδούρες και πλωτές πλατφόρμες. Οι εργαστηριακές δοκιμές περιλάμβαναν σωλήνες διαφορετικών μηκών που έφταναν σχεδόν το μισό μέτρο. Σύμφωνα με τον Γκούο η ιδέα μπορεί να κλιμακωθεί ώστε να υποστηρίξει βαρύτερα φορτία που απαιτούνται για πραγματικές εφαρμογές.
Η ομάδα διερεύνησε επίσης πώς σχεδίες κατασκευασμένες από αυτούς τους υπερυδρόφοβους σωλήνες θα μπορούσαν να συλλέγουν ενέργεια από τα κύματα του ωκεανού. Αυτή η προσέγγιση δείχνει έναν πιθανό νέο τρόπο παραγωγής ανανεώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας, χρησιμοποιώντας ανθεκτικές πλωτές κατασκευές.
