Onderzoekers van de Universiteit van Rochester, geïnspireerd door duikende klokspinnen en vlotten van vuurmieren, hebben een metalen structuur gecreëerd die zo waterafstotend is, het weigert te zinken - ongeacht hoe vaak het in het water wordt geduwd of hoezeer het beschadigd of doorboord is.

Kan dit leiden tot een onzinkbaar schip? Een draagbaar drijfmiddel dat na een lekke band nog blijft drijven? Elektronische bewakingsapparatuur die op lange termijn in de oceaan kan overleven?

Alle bovenstaande, zegt Chunlei Guo, hoogleraar optica en natuurkunde, wiens lab de structuur beschrijft in ACS Applied Materials and Interfaces.

De structuur maakt gebruik van een baanbrekende techniek die het laboratorium heeft ontwikkeld voor het gebruik van femtoseconde uitbarstingen van lasers om de oppervlakken van metalen te "etsen" met ingewikkelde patronen op micro- en nanoschaal die lucht vasthouden en de oppervlakken superhydrofoob maken, of waterafstotend.

De onderzoekers vonden, echter, dat na lange tijd ondergedompeld te zijn in water, de oppervlakken kunnen hun hydrofobe eigenschappen beginnen te verliezen.

Betreed de spinnen en vuurmieren, die lange perioden onder of op het wateroppervlak kunnen overleven. Hoe? Door lucht op te sluiten in een afgesloten ruimte. Argyroneta waterspinnen, bijvoorbeeld, creëren een onderwaterkoepelvormig web - een zogenaamde duikklok - dat ze vullen met lucht die vanaf het oppervlak tussen hun superhydrofobe benen en buik wordt gedragen. evenzo, vuurmieren kunnen een vlot vormen door lucht op te sluiten tussen hun superhydrofobe lichamen.

"Dat was een zeer interessante inspiratie, Guo zegt. Zoals de onderzoekers in de krant opmerken:"Het belangrijkste inzicht is dat veelzijdige superhydrofobe (SH) oppervlakken een groot luchtvolume kunnen opvangen, wat wijst op de mogelijkheid om SH-oppervlakken te gebruiken om drijvende apparaten te maken."

Guo's lab creëerde een structuur waarin de behandelde oppervlakken op twee parallelle aluminium platen naar binnen gericht zijn, niet naar buiten, dus ze zijn ingesloten en vrij van externe slijtage en slijtage. De oppervlakken zijn gescheiden door precies de juiste afstand om voldoende lucht op te vangen en vast te houden om de structuur te laten drijven - in wezen een waterdicht compartiment creërend.

Zelfs na twee maanden onder water te hebben gezeten, de structuren stuiterden onmiddellijk terug naar het oppervlak nadat de lading was losgelaten, zegt Guo. De structuren behielden dit vermogen ook, zelfs nadat ze meerdere keren waren doorboord, omdat er lucht in de overige delen van het compartiment of aangrenzende constructies blijft zitten.

Hoewel het team aluminium gebruikte voor dit project, het "etsproces" kan worden gebruikt voor letterlijk alle metalen, of andere materialen, ' zegt Guo.

Toen het Guo-lab de etstechniek voor het eerst demonstreerde, het duurde een uur om een ​​​​oppervlak van één inch bij één inch te modelleren. Nutsvoorzieningen, door lasers te gebruiken die zeven keer zo krachtig zijn, en sneller scannen, het lab heeft het proces versneld, waardoor opschaling voor commerciële toepassingen beter haalbaar is.