Örümcekler ve Karıncalar Batmayan Metalik Bir Yapıya İlham Veriyor
Su örümceklerinden ve ateş karıncalarının yığınlarından ilham alan Rochester Üniversitesi araştırmacıları, su itici olan metalik bir yapı oluşturdular, suya ne kadar daldırılmış ya da hasar görmüş ya da delinmiş olursa olsun batmayı reddediyor.
Bu nelere yol açabilir:
Batmaz bir gemi ?
Delindikten sonra bile hala yüzmeye devam eden giyilebilir bir yüzdürme cihazı?
Okyanusta uzun vadede hayatta kalabilen elektronik izleme cihazları?
Laboratuarında ACS Applied Materials and Interfaces’deki yapıyı tanımlayan optik ve fizik profesörü Chunlei Guo yukarıdakilerin hepsini söylüyor.
Yapı, havayı hapseden ve yüzeyleri süper hidrofobik (su geçirmez) kılan karmaşık mikro ve nano ölçekli desenlerle metallerin yüzeylerini “aşındırmak” için femtosaniye lazer patlamalarını kullanmak için geliştirilen laboratuarda çığır açan bir teknik kullanır.
Ancak araştırmacılar, uzun süre suya batırıldıktan sonra, yüzeylerin hidrofobik özelliklerini kaybetmeye başlayabildiğini buldular.
Su yüzeyinin altında veya üstünde uzun süre hayatta kalabilen örümceklere ve ateş karıncalarını araştırın. Nasıl? Kapalı bir alanda havayı hapsederek. Örneğin, Argyroneta su örümcekleri, süper hidrofobik bacakları ve karınları arasındaki yüzeyden taşınan havayla doldurdukları su altında, dalgıç hücresi adı da verilen, kubbe şeklinde bir ağ oluştururlar. Benzer şekilde, ateş karıncaları süperhidrofobik gövdeleri arasında havayı hapsederek bir yığın oluşturabilir.
Guo, “Bu çok ilginç bir ilham kaynağıydı” diyor. Araştırmacıların makalede belirttiği gibi: “Temel fikir, çok yönlü süperhidrofobik (SH) yüzeylerin, yüzdürme aygıtları oluşturmak için SH yüzeylerini kullanma olasılığına işaret eden büyük bir hava hacmini tutabileceğidir.”
Guo’nun laboratuarı iki paralel alüminyum plaka üzerindeki işlem görmüş yüzeylerin dışa değil içe doğru bakacakları bir yapı oluşturdular, o yüzden kapalı ve dış eskime ile aşınmadan uzaktadırlar. Yüzeyler, su geçirmez bir bölme oluşturmasını sağlayacak şekilde yapıyı yüzer halde tutmak için yeterli havayı yakalayıp ve tutacak şekilde doğru mesafe ile ayrılmıştır.
Guo, iki ay boyunca su altında kalmaya zorlandıktan sonra bile yapıların derhal yüzeye geri döndüğünü söyledi. Yapılar ayrıca, bu yeteneği, defalarca delindikten sonra bile korudu, çünkü hava, bölmenin kalan kısımlarında veya bitişik yapılarda sıkışıp kalıyor.
Guo, ekip bu proje için alüminyum kullanmasına rağmen, “aşındırma işlemi” tam anlamıyla herhangi bir metal veya başka malzemeler için kullanılabilir “dedi.
Guo laboratuvarı aşındırma tekniğini ilk kez gösterdiğinde, bir inçlik bir yüzey alanı oluşturmak bir saat sürdü. Şimdi, lazerleri yedi kat daha güçlü ve daha hızlı tarama kullanarak, laboratuar bu işlemi hızlandırdı, ticari uygulamalar için ölçeklendirmeyi daha elverişli hale getirdi.
Ortak yazarlar arasında önde gelen yazar Zhibing Zhan, Mohamed ElKabbash, Jihua Zhang ve Subhash Singh, tüm doktora adayları veya Guo’nun laboratuarındaki doktora sonrası araştırmacılar ve Çin’deki Changchun Optik, İnce Mekanik ve Fizik Enstitüsü’nde doçent olan Jinluo Cheng bulunmaktadır.
Proje Bill & Melinda Gates Vakfı, ABD Ordusu Araştırma Ofisi ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilerek desteklendi.
Kaynak: sciencedaily.com
