Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ μιμήθηκαν τις αράχνες-καμπάνες και δημιούργησαν αλουμίνιο που επιπλέει ακόμη και όταν τρυπηθεί, ανοίγοντας νέους δρόμους για τη ναυπηγική και την ενέργεια.
Για γενιές ολόκληρες, το μάθημα ήταν απλό: ρίξε ένα νόμισμα στο νερό και θα βυθιστεί. Το μέταλλο είναι βαρύτερο από το νερό και εδώ τελειώνει η κουβέντα. Μια νέα επιστημονική έρευνα, όμως, έρχεται να ταράξει... τα νερά αυτής της βεβαιότητας αιώνων.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ κατάφεραν να κατασκευάσουν σωλήνες από αλουμίνιο που παραμένουν στην επιφάνεια του νερού, ακόμη και όταν έχουν τρυπηθεί ή υποστεί σοβαρές φθορές. Η έμπνευση δεν προήλθε από κάποιο προηγμένο ναυπηγικό σχέδιο, αλλά από τη φύση και συγκεκριμένα από τις αράχνες-καμπάνες (Argyroneta aquatica: είναι το μοναδικό είδος αράχνης που ζει σχεδόν αποκλειστικά κάτω από το νερό).
«Μπορείς να ανοίξεις μεγάλες τρύπες στους σωλήνες και παρ' όλα αυτά να συνεχίζουν να επιπλέουν», εξηγεί ο Chunlei Guo, καθηγητής Οπτικής & Φυσικής και επικεφαλής της μελέτης. «Ακόμη και με εκτεταμένες ζημιές, πλέει».
Το μυστικό βρίσκεται στην υδροφοβία -την ικανότητα ενός υλικού να απωθεί το νερό- αλλά στην υπερυδροφοβικότητα (όταν επιφάνειες απωθούν το νερό σε ακραίο βαθμό). Με τη βοήθεια λέιζερ, η ερευνητική ομάδα χάραξε στο αλουμίνιο μικροσκοπικές αυλακώσεις, αόρατες με γυμνό μάτι, οι οποίες παγιδεύουν αέρα στην επιφάνεια του μετάλλου. Η υφή θυμίζει κοτλέ ύφασμα σε νανοκλίμακα.
Ο μηχανισμός μιμείται εντυπωσιακά τον τρόπο με τον οποίο οι αράχνες-καμπάνες επιβιώνουν κάτω από το νερό. Τα λεπτά τριχίδια στο σώμα τους συγκρατούν φυσαλίδες αέρα, δημιουργώντας ένα φυσικό «απόθεμα» οξυγόνου που τις κρατά λειτουργικές στο υδάτινο περιβάλλον.
Στους μεταλλικούς σωλήνες, η υπερυδροφοβική επιφάνεια εμποδίζει το νερό να εισχωρήσει στο εσωτερικό. Η επιφανειακή τάση κρατά τον αέρα παγιδευμένο, με αποτέλεσμα το μέταλλο να διατηρείται πλωτό. Ακόμη και όταν το νερό προσπαθεί να καλύψει τα τοιχώματα, «αναπηδά» μακριά από τη δομημένη επιφάνεια.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στις 27 Ιανουαρίου 2026 στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Functional Materials, βασίζεται σε προηγούμενη έρευνα της ίδιας ομάδας. Το 2019, οι επιστήμονες είχαν παρουσιάσει αβύθιστους μεταλλικούς δίσκους, οι οποίοι όμως αποδείχθηκαν ευάλωτοι σε ταραγμένα νερά.
Η νέα σχεδίαση λύνει το πρόβλημα με ένα εσωτερικό διαχωριστικό στο κέντρο του σωλήνα, το οποίο λειτουργεί ως θάλαμος παγίδευσης αέρα. Ακόμη και όταν ο σωλήνας πιέζεται κάθετα μέσα στο νερό, η φυσαλίδα παραμένει στη θέση της. Οι δοκιμές διήρκεσαν εβδομάδες και δεν έδειξαν καμία απώλεια πλευστότητας.
Η φύση έχει εδώ και καιρό αξιοποιήσει την υπερυδροφοβικότητα. Από τα μάτια των κουνουπιών μέχρι τα μυρμήγκια της φωτιάς που σχηματίζουν ζωντανές πλωτές «σχεδίες» σε πλημμύρες, η παγίδευση αέρα αποτελεί δοκιμασμένη στρατηγική επιβίωσης.
Για τον άνθρωπο, η προσπάθεια να «επιπλεύσει» το μέταλλο δεν είναι καινούργια. Ωστόσο, η νέα τεχνολογία υπόσχεται πρακτικές εφαρμογές με πραγματικό αντίκτυπο: πλωτές κατασκευές, σχεδίες που αντέχουν φορτία, ακόμη και πλοία που δεν θα βυθίζονται εύκολα σε περίπτωση εισροής νερού. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει και η προοπτική αξιοποίησης των κυμάτων για την παραγωγή ενέργειας μέσω πλωτών πλατφορμών.
Οι σημερινοί σωλήνες έχουν μήκος περίπου μισό μέτρο, αλλά, σύμφωνα με τον Guo, δεν υπάρχει τεχνολογικό όριο στην κλιμάκωση. Τα σύγχρονα λέιζερ είναι πολλαπλάσιας ισχύος σε σχέση με πριν από λίγα χρόνια, καθιστώντας εφικτή την παραγωγή σε μεγαλύτερες διαστάσεις.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου
ΤΑ ΣΧΟΛΙΑ ΑΝΑΡΤΩΝΤΑΙ ME ΜΙΚΡΗ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΟΠΙΝ ΕΛΕΓΧΟΥ