Пробив, който може да направи корабите почти непотопяеми

Повече от 100 години след потъването на „Титаник“ идеята за кораби, които не могат да потънат, продължава да вдъхновява инженерите. Изследователи от Института по оптика към Университета на Рочестър направиха значителна крачка към тази дългогодишна цел. Те разработиха техника, която прави обикновени метални тръби непотопяеми — тоест тръбите остават на повърхността, независимо колко дълго са под вода или колко сериозно са повредени, пише ScienceDaily.

Работата е ръководена от Чунлей Гуо, професор по оптика и физика и старши учен в Лабораторията за лазерна енергетика на Университета на Рочестър. Гуо и неговите колеги описват новия метод в изследване, публикувано в списание Advanced Functional Materials. Подходът им се фокусира върху модифициране на вътрешната повърхност на алуминиеви тръби чрез гравиране, което създава микроскопични и наномащабни вдлъбнатини. Тази текстурирана повърхност става суперводоотблъскваща, което ѝ позволява силно да отблъсква водата и да остава суха.

Когато обработена тръба бъде поставена във вода, нейният водоотблъскващ вътрешен слой улавя стабилен джоб въздух вътре. Този задържан въздух не позволява на водата да запълни тръбата, което ѝ пречи да натежи и да потъне. Процесът наподобява естествени стратегии, наблюдавани при водолазния камбанен паяк, който носи мехурчета въздух под водата, и при огнените мравки, които образуват плаващи „салове“ с помощта на водоустойчивите си тела.

„Важно е, че добавихме преграда в средата на тръбата, така че дори ако я натиснете вертикално във водата, мехурът въздух остава задържан вътре и тръбата запазва способността си да плува“, казва Гуо.

Изследователската група на Гуо за първи път демонстрира суперводоотблъскващи плаващи устройства през 2019 г. Тогавашният дизайн разчитал на два водоотблъскващи диска, запечатани заедно, за да създадат плаваемост. Макар и ефективни, тези дискове можели да загубят способността си да плуват, когато се наклонят под "екстремни ъгли". Новият дизайн с тръби опростява структурата и предлага значително по-голяма стабилност, особено в бурни условия, подобни на океанската среда.

„Тествахме ги в наистина сурови условия в продължение на седмици и не установихме никакво влошаване на плаваемостта им“, казва Гуо. „Можете да пробиете големи дупки в тях и показахме, че дори ако сериозно повредите тръбите с възможно най-много отвори, те пак ще плават.“

Изследователите показаха, че множество тръби могат да бъдат свързани, за да образуват платформи, които биха могли да служат като основа за кораби или други плаващи съоръжения. В лабораторни тестове екипът експериментира с тръби с различна дължина, достигащи почти половин метър. Гуо отбелязва, че дизайнът може да бъде мащабиран до размери, достатъчно големи, за да поддържат тежки товари.

Освен за транспорт и инфраструктура, екипът демонстрира и че салове, изградени от суперводоотблъскващи тръби, могат да улавят енергия от движеща се вода. Това предполага потенциална роля на технологията в производството на електроенергия от вълни, добавяйки приложение в сферата на възобновяемата енергия към списъка с възможности.