פריצת דרך: חוקרים הציגו מתכת שלא שוקעת במים

חוקרים הצליחו לחרוט על חלקן הפנימי של דיסקיות מתכת כך שנוצרה בתוכן בועת אוויר. הדבר הוביל לכך שהדיסקית הפכה לסופר-הידרופובית. המחקר זכה לתמיכה כלכלית מטעם ביל גייטס

מקור: University of Rochester/J. Adam Fenster

תאונות ימיות הן אמנם לא משהו שקורה בשגרה, בטח שלא בתדירות גבוהה יותר מתאונות הקשורות בכלי תחבורה אוויריים. אבל כשתאונות מסוג זה קורות הן יכולות להיות בעלות השלכות קשות, בין אם זה במספר ההרוגים בכמות הסחורה שיורדת לטמיון, הזיהום האפשרי או ביכולת החילוץ של כלי השיט. אבל מחקר חדש חושף סוג מתכת שינסה להפוך אוניות לחסינות בפני טביעה וזכה לתמיכה מעניינת.

ההשראה: עכבישים ונמלים

חוקרים באוניברסיטת רוצ’סטר שבמדינת ניו יורק הצליחו להפוך חומר מתכתי לדוחה מים (הידרופובי) ברמה כל כך גבוהה, כך שהוא יכול לצוף תמיד – גם אם ספג נזק פיזי. בניסוי שערכו המדענים, הם אף ניקבו את החומר וניסו להטביע אותו במכל מים, רק כדי לראות אותו צף שוב.

הרעיון מאחורי המתכת, שיכולה לשנות את עולם הספנות, הגיע לחוקרים משני בעלי חיים – שניהם זוחלים. הראשון הוא עכביש הבועה (Diving Bell Spider), שיכולים להחזיק זמן רב מתחת למים על ידי יצירת רשת צפופה בין רגליו, שהן סופר-הידרופוביות (או בעברית, ממש דוחות מים). בתוך הרשת הזו כולא העכביש חמצן המשמש אותו לנשימה מתחת למים.

השראה נוספת הגיעה מנמלי אש, שנחילים שלהן יכולים לצוף יחד במעין רפסודה על גבי מים במצבים של שיטפונות בניסיון לשמור על הנחיל, ובייחוד המלכה, בחיים. הנמלים, כמו העכבישים, יכולות לכלוא חמצן בין רגליהן ובכך לשרוד על פני המים.

איך זה עובד?

מדובר במבנה מיוחד שפותח על ידי צוות מאוניברסיטת רוצ’סטר בראשות פרופסור לאופטיקה בשם צ’ונלי גואו, שעבד במשך שנים על פיתוח חומרים סופר-הידרופוביים. הצוות השתמש בפרצי לייזר קצרים מאוד של פמטו-שניות (כלומר, מיליונית של מיליארדית השנייה) כדי לחרוט דפוסים מזעריים על דסקיות אלומיניום ובכך גרמו להיווצרות בועת אוויר בתוכה – מה שהפך אותה לסופר-הידרופובית.

החריטה על דסקיות האלומיניום מתרחשת בחלקן הפנימי, כך שהיא חסינה בפני הבלאי המגיע עם חשיפה מתמשכת למים. הדסקיות מופרדות ביניהן במרחק שמספיק לכלוא אוויר ביניהן. העובדה שהדסקיות הן סופר-הידרופוביות תוביל למניעת כניסת מים לאזור האוויר הכלוא – גם אם יוטבעו בכוח.

החומר הראשון שהצוות הצליח להפוך לסופר-הידרופובי | מקור: University of Rochester/J. Adam Fenster

מהמחקר עולה כי גם דסקיות שהוטבעו בכוח במשך חודשיים צפו ברגע שהוזז החומר שהחזיק אותן מתחת למים. במחקר גילו שהדסקיות ממשיכות לצוף גם אם ניקבו אותן כמה פעמים – מכיוון שעדיין נותר אוויר כלוא ביניהן באזור מסוימים.

גואו טוען במאמרו בנושא כי “למרות שבניסוי המסוים הזה נעשה שימוש בדסקיות אלומיניום, ניתן לבצע את תהליך החריטה (שהוביל להפיכת החומר לבלתי ניתן להטבעה, א.א.) על כל סוג מתכת, או כל חומר אחר”.

המחקר המעניין של הצוות בראשותו של גואו זכה לתמיכה כלכלית, בין השאר, מהקרן שהקימו מייסד מיקרוסופט ביל גייטס ואשתו מלינדה. במחקר תמכו כלכלית גם חטיבת המחקר של צבא ארצות הברית והקרן הלאומית למדע בארצות הברית.

כך זה נראה בוידאו:

אושרי אלקסלסי

עדיין מבואס מהפסקת שידורי TechTV בישראל. נהנה מסרטי סטאר וורז החדשים - Don't @ Me.

הגב

4 תגובות על "פריצת דרך: חוקרים הציגו מתכת שלא שוקעת במים"

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 

* היי, אנחנו אוהבים תגובות!
תיקונים, תגובות קוטלות וכמובן תגובות מפרגנות - בכיף.
חופש הביטוי הוא ערך עליון, אבל לא נוכל להשלים עם תגובות שכוללות הסתה, הוצאת דיבה, תגובות שכוללות מידע המפר את תנאי השימוש של Geektime, תגובות שחורגות מהטעם הטוב ותגובות שהן בניגוד לדין. תגובות כאלו יימחקו מייד.

סידור לפי:   חדש | ישן | הכי מדורגים
בייגל
Guest

מה הזדחל לתוך מוחות הסופר-הידרופוביים שלכם?!

זקן בדימוס
Guest

נשמע מגניב..
השאלה איך יבוא לידיי ביטוי בתכונות החוזק של המתכות לאחר התהליך,האם ישנו שינוי בחוזק או אלסטיות המתכות לאחר התהליך. במבחן המציאות זה לא תמיד כמו במעבדות.. מה גם שלעשות את זה על ספינה בגודל של 50-80 מטר ששוקלת 90 טון ויותר יהיה אתגר לא קטן. אבל שפו בהצלחה.

מיקי
Guest

כתבה מעניינת. …אבל הכותב צריך קצת להתרענן בעניין זוחלים פרוקי רגליים ועוד מרעין בישין ????

אסף
Guest

להחזיק חתיכות מתכת קטנות זה יכול, אבל זה לא יעזור בכלל לציפה של ספינה

wpDiscuz

תגיות לכתבה: