Los investigadores de la Universidad de Rochester se inspiran en la naturaleza al "socavar" las características de las arañas y las hormigas para crear una estructura metálica tan repelente al agua que literalmente se niega a hundirse.
El material insumergible tiene características tales como permanecer a flote independientemente de su tiempo en el agua, ya sea dañado o perforado.
¿Podría esto conducir a un barco insumergible?
Una vasija invencible es el primer pensamiento que viene a la mente, pero está claro que hay muchas aplicaciones posibles. ¿Un chaleco salvavidas portátil que aún flotará, incluso después de ser perforado? ¿Dispositivos de monitoreo electrónico que puedan sobrevivir a largo plazo en el océano?
El descubrimiento es el resultado del trabajo de un equipo de la Universidad de Rochester y chunlei guo, profesor del Instituto de Óptica, Mecánica Fina y Física de Changchun en China. El laboratorio Describió la investigación en la revista científica ACS Applied Materials and Interfaces.
El proyecto fue apoyado por fondos del Fundación Bill y Melinda Gates, la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU. y la Fundación Nacional de Ciencias.
Hija de un laser
La instalación utiliza una técnica revolucionaria desarrollada por el laboratorio para "grabar" superficies metálicas con un láser de femtosegundos. Al grabar patrones intrincados a micro y nanoescala, es posible atrapar aire y hacer que las superficies sean súper hidrófobas o repelentes al agua.
Inspiración natural
La característica dada al "metal insumergible" ya está presente en la naturaleza: Algunas especies de arañas y hormigas pueden sobrevivir durante largos períodos debajo o sobre la superficie del agua atrapando aire en un área cerrada. Las arañas de agua Argyroneta, por ejemplo, crean una red submarina en forma de cúpula, una llamada campana de buceo, que se llena con el aire que se lleva de la superficie entre sus piernas y abdominales superhidrófobos. De manera similar, las hormigas de fuego pueden formar una balsa atrapando aire entre sus cuerpos superhidrofóbicos.
El problema y la solución
"Esta fue una inspiración muy interesante"el dice Guo. Como señalan los investigadores en el documento: "La idea clave es que las superficies superhidrófobas (SH) facetadas pueden atrapar un gran volumen de aire, lo que indica la posibilidad de utilizar superficies SH para crear dispositivos flotantes".
El laboratorio de Guo ha creado una estructura en la que las superficies tratadas en dos placas de aluminio paralelas están giradas hacia adentro, no hacia afuera, por lo tanto cerradas y libres de desgaste externo y abrasión. Las superficies están separadas por la distancia correcta para atrapar y retener suficiente aire para mantener la estructura flotante, en esencia creando un compartimento impermeable.
Incluso después de estar sumergidas durante dos meses, las estructuras rebotaron inmediatamente hacia la superficie al soltarse la carga. Las estructuras también mantuvieron esta capacidad incluso después de haber sido perforadas varias veces, porque el aire permanece atrapado en las partes restantes del compartimiento o en estructuras adyacentes.
Aunque el equipo usó aluminio para este proyecto, el 'proceso de grabado' podría hacer que cualquier material o metal fuera insumergible ”, dice Guo.
Los primeros experimentos de grabado tomaron algo de tiempo: se necesitó una hora para un área de 2,5 centímetros cuadrados.
