Ученые создали «непотопляемый» металл, который плавает даже при повреждении

Более века спустя корабли до сих пор не защищены от столкновений: в мае 28 человек погибли, когда экскурсионный катер и круизный лайнер столкнулись на реке Дунай в Венгрии. А в 2017 году эсминец ВМС США столкнулся с нефтяным танкером, в результате чего умерло 10 моряков ВМФ.

Но новое исследование Университета Рочестера может предложить новый способ удержания судов на плаву. Команда разработала металлический массив, который не утонет, даже после того, как его повредят.

«Независимо от того, насколько он поврежден или проколот, он все равно сможет оставаться на плаву», - сказал Чунлей Го, главный исследователь проекта.

Проект получил гранты от армии США, Национального научного фонда и Фонда Билла и Мелинды Гейтс, частной благотворительной организации, основанной соучредителем Microsoft Биллом Гейтсом и его женой Мелиндой.

В дополнение к строительству корабля, исследователи полагают, что металл однажды может быть использован для множества других применений, таких как отделка уборных или строительство плавучих городов.

Металл имеет гигантский воздушный пузырь, который помогает ему плавать.

Корабли плавают, вытесняя воду; чтобы оставаться на плаву, корабль должен весить меньше объема воды, которую он вытесняет. Когда отсеки Титаника затопили, корабль стал тяжелее вытесненной воды и начал тонуть.

Чтобы предотвратить их металлическую структуру от той же участи, исследователи Рочестера должны были разработать метод, чтобы постоянно отталкивать воду.

Ученые использовали лазеры, чтобы вырезать крошечные канавки на поверхности алюминиевого диска. Эти офорты задерживали воздух, образуя защитный барьер, который заставлял капли воды соскальзывать с металлической поверхности.

Но если бы металл удерживался под водой достаточно долго, канавки в конечном итоге заполнились бы водой, а не воздухом, обнаружили исследователи. Таким образом, они поместили два вытравленных металлических диска на каждом конце небольшой колонны так, чтобы вытравленные стороны были обращены внутрь.

Они оставили в центре достаточно маленький зазор, чтобы вода не попадала. Это создает воздушный пузырь, который помогает массиву плавать.

Затем исследователи держали массив под водой с дополнительным весом в течение двух месяцев, чтобы посмотреть, не потеряет ли он свою плавучесть. Но когда они сняли вес, металл все равно поднялся на поверхность.

Их последней задачей было выяснить, сможет ли массив выдержать значительный ущерб. Поэтому они просверлили отверстия в дисках и снова поместили их под воду. Независимо от того, сколько отверстий они просверлили, они обнаружили, что массив все равно будет плавать.

В новом исследовании Го предлагает использовать металл для постройки спасательных плотов, плавучей одежды или плавучих городов. По его словам, вес объекта не имеет значения, если площадь поверхности металла достаточно велика, чтобы уравновесить его.

«По мере того, как площадь металла становится все больше и больше, увеличивается и грузоподъемность», - сказал Го. «Это означает, что металл может когда-нибудь даже использоваться для строительства гигантских сооружений, таких как плавучие города».

Исследования Го также показали, что всего лишь нескольких капель воды достаточно, чтобы очистить металл от грязи. Поэтому он работает с Фондом Гейтса, чтобы понять, как эти объекты могут улучшить санитарные условия в развивающихся странах. Например, уборные из аналогичного травленого металла легче чистить.

«Удержание металла на плаву - это только одно из множества применений», - подчеркивает Го.

В настоящее время самым большим препятствием для производства металла в больших количествах является то, что лазерное травление занимает некоторое время - около часа, чтобы вытравить квадрат размером 1 на 1 дюйм. Но Го говорит, что это проблема для производителей.