(資料圖片僅供參考)
制造出“永不沉沒”的船只是工程師們一直以來的希望。為實現這一目標,美國羅切斯特大學光學研究所研究人員開發出一種新技術,可以將普通的金屬管變成永不沉沒的物體。這意味著無論其在水中浸泡多長時間,或遭受多大損壞,都能保持漂浮狀態。
研究人員通過蝕刻鋁管的內壁,在其表面創造出微米和納米級的坑洞,使其表面具備超疏水性,能夠有效排斥水分,保持干燥。當經過處理的管子進入水中時,超疏水表面會在管內形成穩定的氣泡,從而防止管道被水浸泡并沉入水中。這種機制與潛水鐘蜘蛛和火蟻在水中形成浮筏保持浮力的原理類似。
研究人員還在管子中間加入了隔板,即使將管子垂直推進水中,氣泡也能保持在管內,從而保持其浮力。
此前,研究人員已在2019年首次展示了類似的超疏水浮力裝置,使用了兩塊超疏水圓盤,將其密封在一起,利用氣泡產生浮力。但該設計在極端角度下容易失去浮力。相比之下,目前的管道設計在多種復雜環境下表現更為穩定,尤其在海洋湍流等條件下,管子能持續保持漂浮。
研究人員在惡劣的測試環境中對管子進行了數周的連續測試,發現即便是管道遭受大范圍破損,依然能浮在水面。
此外,多個超疏水管道可聯結成浮筏,用于船只、浮標和浮動平臺的構建。使用這些管道制造的浮筏可用于收集水波能量,生成電力,在可再生能源應用領域具有很大潛力。
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