Lyukas fenekű hajót építettek

Kínai tudósok olyan minihajót építettek, amelynek rézhálóból (szitából) készült az alja, de a víz még akkor sem hatol be a pórusokba, ha alaposan megterhelik az inkább gyűszűre emlékeztető úszó testet.

A szupervíztaszító-képesség a szitafelület különleges kezelésének köszönhető. A hajó akkor sem süllyed el, ha felső pereme már a víz alatt van. Sérülés esetén az eredeti kezelés megismétlésével könnyen javítható.

Qinmin Pan és Min Wang (Műegyetem, Harbin) tanulmányát az Amerikai Kémiai Társaság (The American Chemical Society) Applied Materials & Interfaces című szakfolyóirata közölte. A természetben számos erősen víztaszító megoldást találunk: ilyen például a vízen járó rovarok lábának mikro-, illetve nanoszerkezete, a cápák bőre, a lótusz levele. A kutatók új megoldások felkutatásának láttak neki.

A miniatűr, szupervíztaszító úszó szerkezet vízi robotok és más futurisztikus eszközök fejlesztésében segíthet (forrás: The American Chemical Society)

Minihajójuk paramétereit széles tartományban változtatták, és azt vizsgálták, hogy milyen értékek mellett maximális a terhelhetőség. A szitát 200 mikrométer átmérőjű rézdrótból fonták, a háló lyukai 50-1000 mikrométer közé estek. Megfelelő tisztítás után a hálót ezüst-nitrát vizes oldatába mártották 20 másodpercre. Az ezüst levélszerű, növényrajzos (dendrit) alakzatokban vált ki, a dendritek hossza 7, szélessége 2 mikrométer. Minden dendrit kisebb dendritekből, nanoméretű kristályokból áll.

A következő lépésben is egy oldatba mártották az ezüsttel durvává tett szitafelületet: kis felületi energiájú alkil-fürdőbe került a hajó. A két kezelés hatására a szita szupervíztaszítóvá vált, és a mérések szerint körülbelül 1,5 milliméter vastag levegőréteg vette körül az úszó testet. A vízben szépen úszó test szerves oldószerekben gyorsan elsüllyedt.

A terhelhetőségi próbákon kiderült, hogy a pórusok méretének növekedésével fokozatosan csökken a terhelhetőség. Az optimális pórusméretet 50-250 mikrométernek találták. A hajó súlyát és a rárakott maximális terhet összevetve kiderült, hogy a hajó súlya mindössze 3,2-3,4%-ot tesz ki, a többi mind teher. Egy 8 köbcentiméteres minihajó 11 grammal terhelhető.

Természetesen nagy hajókat nem lehet ily módon építeni, de parányi vízi robotok építésénél hasznosulhat ez az új felfedezés.