Bron: https://newatlas.com/materials/unsinkable-metal-superhydrophobic/

Waterafstotende (superhydrofobe) materialen kunnen om verschillende redenen zeer nuttig zijn, zowel voor de hand liggende als niet zo voor de hand liggende. Ze kunnen voorkomen dat ijs zich op oppervlakken ophoopt, elektronica waterdicht maken, schepen efficiënter maken of voorkomen dat mensen in het openbaar plassen. Nu heeft een team ingenieurs van de Universiteit van Rochester een unieke toepassing voor superhydrofobe materialen gevonden waardoor “onzinkbare” metalen blijven zweven, zelfs wanneer ze worden doorboord.

Superhydrofobe materialen krijgen hun waterafstotende eigenschappen door luchtbellen op te vangen in complexe oppervlakken. Deze luchtbellen maken het moeilijk voor water om te blijven plakken, zodat druppels in plaats daarvan stuiteren of er meteen afrollen. Maar natuurlijk maakt lucht objecten ook drijvend, dus het team ging op onderzoek uit hoe superhydrofobe materialen konden worden gebruikt om objecten te maken die beter drijven.

Laserpulsen

De onderzoekers gebruikten ultrasnelle laserpulsen om patronen op micro- en nanoschaal op de oppervlakken te etsen. Die houden grote hoeveelheden lucht vast, waardoor de metalen zowel superhydrofoob als drijvend zijn. Het probleem was echter dat deze complexe oppervlakken uiteindelijk wegslijten door wrijving in het water, waardoor de effectiviteit van beide eigenschappen vermindert.

Dus kwamen de onderzoekers met een creatieve oplossing: ze bouwden structuren van twee behandelde aluminium oppervlakken, verbonden door een kleine centrale paal. De afstand tussen de twee platen werd zorgvuldig gekozen om de maximale hoeveelheid lucht op te vangen, zoals een waterdicht compartiment in het midden.

Beschadiging

Het eindresultaat is vrijwel onzinkbaar, zegt het team. Na twee maanden te zijn gewogen, sprongen de structuren terug naar het oppervlak zodra de lading werd verwijderd. Zelfs beschadiging van de oppervlakken liet ze niet zinken: het team boorde er zes gaten in van 3 mm en één van 6 mm, en de structuren bleven nog drijven. Blijkbaar blijft er voldoende lucht achter in andere delen van de structuur.

De onderzoekers zeggen dat de etstechniek op vrijwel elk metaal of ander materiaal kan worden gebruikt. De resulterende onzinkbare producten kunnen een scala aan potentiële toepassingen opleveren. Zo kunnen schepen en flotatieapparaten blijven drijven, zelfs na zware schade, en kan elektronische bewakingsapparatuur langdurig onder water blijven werken.

Het onderzoek werd uitgevoerd door wetenschappers aan de Universiteit van Rochester en het Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics in China. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift ‘ACS Applied Materials and Interfaces’. Het team demonstreert de producten in de onderstaande video.