Dalışı çan örümceklerinden ve ateş karıncalarının sallarından ilham alan Rochester Üniversitesi araştırmacıları, su geçirmez olan metalik bir yapı oluşturdular, ne kadar suya zorlanırlarsa ya da ne kadar hasar görseler ya da delinmişlerse, batmayı reddediyorlar.
Bu batmaz bir gemiye yol açabilir mi? Delindikten sonra hala yüzmeye devam eden giyilebilir bir yüzdürme cihazı? Okyanusta uzun vadede hayatta kalabilen elektronik izleme cihazları?
Yukarıdakilerin hepsi, laboratuvarında ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler’deki yapıyı tanımlayan optik ve fizik profesörü Chunlei Guo.
Yapı, havayı hapseden ve yüzeyleri süperhidrofobik veya su itici yapan karmaşık mikro ve nano ölçekli desenlerle metallerin yüzeylerini “aşındırmak için femtosaniye lazer patlamalarını kullanmak için geliştirilen laboratuarda çığır açan bir teknik kullanır .
Ancak araştırmacılar, uzun süre suya batırıldıktan sonra, yüzeylerin hidrofobik özelliklerini kaybetmeye başlayabildiğini buldular.
Su yüzeyinin altında veya üstünde uzun süre hayatta kalabilen örümceklere ve ateş karıncalarına girin . Nasıl? Kapalı bir alanda havayı hapsederek. Örneğin, Argyroneta sudaki örümcekler, süper hidrofobik bacakları ve karınları arasındaki yüzeyden taşınan havayla doldurdukları su altı kubbe şeklinde bir ağ oluştururlar. Benzer şekilde, ateş karıncaları, süperhidrofobik gövdeleri arasında havayı hapsederek bir sal oluşturabilir.
Guo, “Bu çok ilginç bir ilham kaynağıydı” diyor. Araştırmacıların makalede belirttiği gibi: “Temel fikir, çok yönlü süperhidrofobik (SH) yüzeylerin, kaldırma aygıtları oluşturmak için SH yüzeylerini kullanma olasılığına işaret eden büyük bir hava hacmini tutabileceğidir.”
Guo’nun laboratuarı, iki paralel alüminyum plaka üzerindeki işlem gören yüzeylerin dışa değil içe doğru bakacakları bir yapı oluşturdular, bu yüzden kapalı ve dış aşınma ve aşınma içermiyorlar. Yüzeyler, yapının yüzer halde su geçirmez bir bölme oluşturmasını sağlamak için yeterli havayı tutmak ve tutmak için doğru mesafe ile ayrılır.
Guo, iki ay boyunca su altında kalmaya zorlandıktan sonra bile yapıların derhal yüzeye geri döndüğünü söyledi. Yapılar ayrıca, bu yeteneği, defalarca delindikten sonra bile korudu, çünkü hava, bölmenin kalan kısımlarında veya bitişik yapılarda sıkışıp kalıyor.
Guo, ekip bu proje için alüminyum kullanmasına rağmen, “aşındırma işlemi” tam anlamıyla herhangi bir metal veya başka malzemeler için kullanılabilir “dedi.
Guo laboratuvarı aşındırma tekniğini ilk kez gösterdiğinde, bir inçlik bir yüzey alanı oluşturmak için bir saat sürdü. Artık, lazerleri yedi kat daha güçlü ve daha hızlı tarama kullanarak, laboratuvar işlemi hızlandırdı, ticari uygulamalarda ölçeklendirmeyi daha elverişli hale getirdi.