Ученые создали новую технологию обработки металлических поверхностей для придания им супергидрофобных свойств. Изделия из таких материалов не тонут в воде, даже после пробоин или других повреждений. Описание приведено в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.

Ученые из Рочестерского университета (США) при поддержке китайских коллег разработали технологию обработки металлических поверхностей с помощью фемтосекундного лазера. После такой обработки металл приобретает настолько сильные гидрофобные свойства, что изготовленные из него конструкции становятся абсолютно непотопляемыми.

Лазерное травление создает на поверхности металла микро- и наноразмерные структуры, способные захватывать и удерживать воздух. При погружении в воду вокруг металлического предмета образуется воздушный пузырь, который выталкивает его на поверхность. Предмет всплывает, даже если он продырявлен или поврежден любым другим способом.

Ученые подглядели свое открытие у водяных пауков-серебрянок, способных долго находиться под водой в воздушной оболочке, окружающей их тело. Аналогичный прием используют огненные муравьи Solenopsis. Объединяясь в группы, они удерживаются на поверхности воды за счет воздуха, захваченного их гидрофобными телами.

«Нас это очень вдохновило, — приводит слова руководителя исследования Чунлей Гуо (Chunlei Guo) пресс-служба Рочестерского университета. — Главная идея состоит в том, что многогранные супергидрофобные конструкции захватывают большой объем воздуха. Это может быть использовано для создания плавучих устройств».

Новый метод обработки материалов позволить разработать непотопляемые корабли, плавучие электронные контрольные приборы или любые другие устройства, которые должны длительное время оставаться на поверхности воды независимо от повреждений.

Главная проблема большинства гидрофобных материалов — то, что со временем или в результате механического повреждения их поверхности теряют водоотталкивающие свойства. Разработчики решили эту проблему, поместив алюминиевый образец обработанной стороной внутрь конструкции, состоящей из двух алюминиевых пластин, между которыми за счет сил поверхностного натяжения образовался воздушный пузырь — по сути, наполненный воздухом водонепроницаемый отсек.

Материал не потерял свои свойства даже после многократных погружений и двухмесячного пребывания под водой под грузом. Конструкция так же легко всплыла на поверхность, как и при первом испытании.

Что касается трудоемкости новой технологии, то при первом испытании потребовался час на то, чтобы обработать поверхность размером 2,5 см2. Однако ученые утверждают, что, используя более мощные лазеры, можно ее легко адаптировать для коммерческого использования. Вместо алюминия можно использовать другой металл или любые твердые материалы.