Уроки «Титаника»: американские инженеры создали непотопляемый металл
Более чем через 113 лет после катастрофы «Титаника» в апреле 1912 года идея непотопляемого судна продолжает будоражить умы инженеров. Исследователи из США сообщают о практическом шаге к этой цели. Команда из Рочестерского университета разработала метод, позволяющий обычным алюминиевым трубкам оставаться на плаву неограниченно долго, даже после серьёзных повреждений и длительного погружения в воду.
Технология, которую возглавляет профессор оптики и физики, старший научный сотрудник Лаборатории лазерной энергетики университета Чуньлэй Го, основана на изменении свойств поверхности металла. С помощью лазерного травления на внутренней стороне алюминиевой трубки создаются микро- и наноразмерные ямки. Эта обработка делает поверхность сверхгидрофобной, то есть отталкивающей воду. В результате, когда обработанная трубка погружается в воду, внутри неё остаётся стабильный пузырь воздуха, который не позволяет воде заполнить полость и обеспечивает постоянную плавучесть.
Принцип работы вдохновлён природой: паук-серебрянка использует воздушный пузырь для жизни под водой, а огненные муравьи образуют плавучие плоты благодаря водоотталкивающим телам. Для повышения надёжности конструкции исследователи добавили в центр трубки разделитель, который стабилизирует воздушный карман и предотвращает его потерю даже при вертикальном погружении или резких движениях.
Новая разработка улучшает предыдущие достижения лаборатории 2019 года, где использовались герметичные диски. Трубчатая конструкция демонстрирует гораздо большую устойчивость. Испытания показали, что трубки сохраняют плавучесть в турбулентной воде, имитирующей штормовые условия, и даже после множества пробоин. По словам Го, устройства тестировались в жёстких условиях неделями без потери свойств.
Технология масштабируема: в лаборатории соединяли трубки длиной почти 50 сантиметров, но метод пригоден для создания и более крупных несущих конструкций. Это открывает перспективы для проектирования судов, плавучих платформ, доков и буёв. Кроме того, исследователи показали, что плоты из таких трубок, двигаясь с волнами, могут использоваться для генерации электроэнергии, предлагая новый способ получения возобновляемой энергии из океана.
Исследование было в научном журнале Advanced Functional Materials.