2019-11-07 05:39:01
蜘蛛和蚂蚁会激发不会下沉的金属

蜘蛛和蚂蚁会激发不会下沉的金属.jpg

罗切斯特大学的研究人员受到潜水铃蜘蛛和火蚁木筏的启发,创造了一种金属结构,这种结构具有拒水性,不会下沉,无论它被迫倒入水中的次数,损坏或刺破的程度。

这会导致沉没的船吗?可穿戴式浮选装置在刺破后还能漂浮吗?电子监视设备可以在海洋中长期生存吗?

光学和物理学教授郭春雷说,上述所有内容都在ACS Applied Materials and Interfaces中描述了结构。

该结构采用了实验室开发的突破性技术,该技术是使用飞秒的激光爆炸来“刻蚀”具有复杂的微米级和纳米级图案的金属表面的,这些图案会捕获空气并使表面超疏水或憎水。

但是,研究人员发现,长时间浸泡在水中后,表面可能开始失去疏水性。

输入蜘蛛和火蚁,它们可以在水面下或表面上长期生存。怎么样?通过将空气捕获在封闭区域中。例如,Argyroneta水生蜘蛛会形成一个水下圆顶状的网状结构(所谓的潜水钟形),使它们充满超疏水的双腿和腹部之间的表面携带的空气。同样,火蚁可以通过将空气滞留在它们的超疏水体中而形成木筏。

郭说:“那是一个非常有趣的灵感。”正如研究人员在论文中指出的那样:“关键的见识是多面超疏水(SH)表面可以捕获大量的空气,这表明使用SH表面创建浮力装置的可能性。”

郭的实验室创造了一种结构,其中两个平行的铝板上的处理过的表面面向内,而不是面向外部,因此它们被封闭并且没有外部磨损。各个表面之间的距离恰到好处,以捕获并容纳足够的空气以保持结构漂浮,从而形成防水隔间。

郭说,即使在被迫淹没两个月后,这些结构在释放载荷后立即反弹回地面。即使空气被多次刺穿,这些结构也保持了这种能力,因为空气仍然被困在隔室或相邻结构的其余部分中。

尽管该团队在项目中使用的是铝,但是“蚀刻工艺”实际上可以用于任何金属或其他材料。

郭实验室首次展示蚀刻技术时,花了一个小时来对一个1英寸乘1英寸的表面进行图案化。现在,通过使用七倍强大且更快的扫描速度的激光,该实验室加快了这一过程,使其更适合用于商业应用。

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