ricercatori dell'Università di Rochester, ispirato ai ragni tuffatori e alle zattere di formiche del fuoco, hanno creato una struttura metallica così idrorepellente, si rifiuta di affondare, non importa quanto spesso venga forzato in acqua o quanto sia danneggiato o forato.

Questo potrebbe portare a una nave inaffondabile? Un dispositivo di galleggiamento indossabile che continuerà a galleggiare dopo essere stato forato? Dispositivi di monitoraggio elettronici che possono sopravvivere a lungo termine nell'oceano?

Tutti i precedenti, dice Chunlei Guo, professore di ottica e fisica, il cui laboratorio descrive la struttura in ACS Applied Materials and Interfaces.

La struttura utilizza una tecnica innovativa sviluppata dal laboratorio per utilizzare raffiche di laser a femtosecondi per "incidere" le superfici dei metalli con intricati modelli su micro e nanoscala che intrappolano l'aria e rendono le superfici superidrofobiche, o idrorepellente.

I ricercatori hanno scoperto, però, che dopo essere stati immersi in acqua per lunghi periodi di tempo, le superfici possono iniziare a perdere le loro proprietà idrofobiche.

Entrano i ragni e le formiche di fuoco, che può sopravvivere a lungo sotto o sulla superficie dell'acqua. Come? Intrappolando l'aria in un'area chiusa. ragni acquatici Argyroneta, Per esempio, creano una rete subacquea a forma di cupola, una cosiddetta campana subacquea, che riempiono con l'aria trasportata dalla superficie tra le gambe e l'addome super-idrofobi. Allo stesso modo, Le formiche del fuoco possono formare una zattera intrappolando l'aria tra i loro corpi superidrofobici.

"È stata un'ispirazione molto interessante, " Dice Guo. Come notano i ricercatori nell'articolo:"L'intuizione chiave è che le multiformi superfici superidrofobiche (SH) possono intrappolare un grande volume d'aria, che punta verso la possibilità di utilizzare superfici SH per creare dispositivi galleggianti."

Il laboratorio di Guo ha creato una struttura in cui le superfici trattate su due lastre parallele di alluminio sono rivolte verso l'interno, non verso l'esterno, quindi sono racchiusi e privi di usura esterna e abrasione. Le superfici sono separate dalla giusta distanza per intrappolare e trattenere l'aria sufficiente per mantenere la struttura galleggiante, creando in sostanza un vano impermeabile.

Anche dopo essere stato costretto a immergersi per due mesi, le strutture sono immediatamente rimbalzate in superficie dopo il rilascio del carico, dice Guo. Le strutture hanno mantenuto questa capacità anche dopo essere state forate più volte, perché l'aria rimane intrappolata nelle restanti parti del vano o nelle strutture adiacenti.

Sebbene il team abbia utilizzato l'alluminio per questo progetto, il "processo di incisione" potrebbe essere utilizzato letteralmente per qualsiasi metallo, o altri materiali, " dice Guo.

Quando il laboratorio Guo dimostrò per la prima volta la tecnica di incisione, ci volle un'ora per modellare un'area di superficie di un pollice per un pollice. Ora, utilizzando laser sette volte più potenti, e scansione più veloce, il laboratorio ha accelerato il processo, rendendo più fattibile il ridimensionamento per applicazioni commerciali.