Tutti sanno che i metalli sono una classe piuttosto pesante di sostanze che hanno un'elevata densità e (se non parliamo di leghe speciali o fogli ultrasottili come il foglio) spesso affonda nell'acqua. Tuttavia, i ricercatori dell'Università di Rochester sono stati in grado di creare un metallo che si rifiuta semplicemente di affondare. Anche se è deliberatamente immerso sotto la superficie dell'acqua, galleggerà in superficie.
Come creare un metallo che non affondi nell'acqua
Responsabile dello sviluppo è il Professore del Dipartimento di Ottica e Fisica presso l'Università di Rochester Chunlei Guo e il suo team. Per creare il nuovo materiale, i ricercatori hanno utilizzato un metodo innovativo che utilizza flash laser a femtosecondi per "incidere" la superficie dei metalli. Cioè, lampi laser molto veloci e intensi creano modelli su micro e nanoscala sulla superficie metallica, cambiando la struttura della sostanza. Questo permette allo strato superficiale del metallo di intrappolare e trattenere l'aria, rendendo la superficie metallica "superidrofobica" o, più semplicemente, idrorepellente.
Tuttavia, durante i test, i ricercatori hanno scoperto che dopo un'immersione prolungata in acqua, le superfici possono iniziare a perdere le loro proprietà idrofobiche. E poi l'attenzione degli scienziati è stata attratta da … ragni e formiche.
Ad esempio, i ragni di uccelli acquatici Argyroneta creano una rete a cupola subacquea, la cosiddetta campana subacquea, che riempiono d'aria, che trasportano dalla superficie sulle gambe e sull'addome. Allo stesso modo, alcune specie di formiche sono in grado di formare una "bolla d'acqua" trattenendo le bolle d'aria sulla superficie del corpo.
Di conseguenza, un team di scienziati ha sviluppato una struttura in cui due lastre di metallo erano ricoperte da minuscoli "motivi" proprio come prima. Solo ora mettono questi piatti uno sopra l'altro, rigirandoli verso l'interno con un "disegno". C'era abbastanza spazio tra le piastre per catturare e trattenere l'aria, il che ha impedito alla struttura metallica di affondare.
Inoltre, la struttura superidrofobica rimane a galla anche dopo un significativo danno strutturale. Come parte dell'esperimento, gli scienziati hanno praticato 6 fori nelle piastre con un diametro di 3 millimetri e un foro con un diametro di 6 millimetri. Allo stesso tempo, le piastre hanno continuato a galleggiare sulla superficie dell'acqua.
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Il metallo continua a galleggiare anche dopo danni estesi.
Il team afferma che un processo simile può essere utilizzato per modificare qualsiasi tipo di metallo. Quando gli esperti hanno testato per la prima volta la nuova tecnologia, ci è voluta un'ora per modificare l'area metallica di 2,5 per 2,5 centimetri. Ora, utilizzando laser sette volte più potenti, il processo è notevolmente accelerato e, in generale, secondo gli sviluppatori, "la tecnologia è pronta per l'uso commerciale".
Vladimir Kuznetsov
