Супергидрофобные материалы отлично умеют отталкивать влагу и за счёт этого могут оказаться чрезвычайно полезными в разных областях применения. Некоторые из них не самые очевидные. Например, они не позволяют льду образовываться на поверхностях, защищают от влаги электронику, повышают эффективность кораблей. Теперь инженеры нашли новый вариант применения супергидрофобных материалов. С их помощью можно сделать нетонущие металлы с отверстиями в них.
Подобные материалы получают свои водоотталкивающие свойства, удерживая воздух на сложных поверхностях. Эти воздушные пузыри не пропускают воду, которая отскакивает от них. Наличие воздуха позволяет поверхностям удержатся на плаву, чем и воспользовались исследователи.
Они задействовали сверхбыстрые лазерные импульсы, чтобы выгравировать на поверхностях узоры микро и наномасштаба. Здесь собираются большие объёмы воздуха, в результате чего металлы становятся влагоотталкивающими и плавучими. Проблема в том, что эти сложные поверхности изнашиваются из-за трения с водой, что уменьшает эффективность этих двух свойств.
Пришлось придумать творческое решение. Были созданы структуры из двух обработанных алюминиевых поверхностей друг напротив друга, соединённых по центру. Расстояние между двумя платами подбиралось так, чтобы задержать максимальное количество воздуха.
В результате структура получилась почти нетонущей. Два месяца испытуемый образец удерживался на дне при помощи груза, после того как его убрали металл легко поднялся на поверхность. Даже повреждения поверхности не заставили его утонуть. Исследователи просверлили шесть отверстий по 3 мм и одно 6 мм, но металл не утонул. Воздуха в нём сохранилось достаточно.
Данная технология травления может применяться к любому металлу или другому материалу. В результате получится нетонущее устройство для различных сфер применения. Например, корабли могут оставаться на поверхности даже после получения тяжёлых пробоин, электронные устройства мониторинга могут долго работать под водой.
Исследования проводили учёные из университета Рочестера и Института оптики, точной механики и физики в Чанчуне, Китай.
