Rochester Üniversitesi Optik Enstitüsü’nden bilim insanları sıradanlaşan bir süreç geliştirdiler alüminyum batmaz tüplere maden batmadan suyun üzerinde yüzen tüplerdir. Yeni tekniğin arkasındaki araştırmacılar şunları söyledi: süperhidrofobik (SH) tüpleri ne kadar suya batırılırsa batırılsın ya da ne kadar ağır hasar görürse görünsün su üstünde kalır.
Araştırmacılar, yayınlanmış bir çalışmada şöyle açıklıyor: “Bu çalışmada, güvenilir bir su altı kaldırma kuvvetine sahip, şiddetli ortamlara yüksek düzeyde uyum sağlayabilen ve mekanik aşınmaya ve yapısal hasara karşı güçlü bir dirence sahip metalik bir SH tüpü ortaya koyuyoruz.”
Kargo gibi ticari ve endüstriyel uygulamalara yönelik batmaz denizcilik yapılarının yanı sıra toplu taşıma Ve çevresel izleme, Rochester ekibi yeşil için kavramsal bir tasarım önerdi, sürdürülebilir dalga bazlı enerji toplama cihazı Bu, SH tüpleri hasar görse veya bozulsa bile performansı korur.
Batmaz Metal Borular Dalış Çanı Örümcekleri Gibi Sıkışmış Hava Kabarcıklarını Kullanıyor
Bir göre ifade Optik ve fizik profesörü ve URochester Lazer Enerjisi Laboratuvarı’nda kıdemli bir bilim adamı olan ekip lideri Chunlei Guo, batmaz metal tüplerin ayrıntılarını anlatırken, ekibin sürecinin tüplerin iç kısmını bir dizi mikro çukur ve nano çukurlarla aşındırmayı içerdiğini söyledi. Bu yüzeyler suya maruz kaldığında bu çukurlar onları suyu iten ve kuru kalan süperhidrofobik bir yüzeye dönüştürür.
Ekip, konsepti ilk olarak 2019’da iki diskin yüzeylerini aşındırıp ardından süperhidrofobik bir şamandıra oluşturmak için bunları birbirine yapıştırarak gösterdi. Ancak deneyler, çift diskli tasarımın “aşırı açılarda” döndürüldüğünde kaldırma kuvvetini kaybettiğini ortaya çıkardı.
Yeni yaklaşımda, tüplerin aşındırılmış iç yüzeyi, kendisi ile giren su arasında sabit bir hava kabarcığını hapsediyor. Sonuç, kaldırma kuvvetini kaybetmeden bükülebilen, bükülebilen, delinebilen veya tekrar tekrar suya daldırılabilen batmaz bir metal tüptür. Araştırmacılar, batmayan tüplerin “olağanüstü yüzme yeteneğinin” sıkışan hava kabarcığından kaynaklandığını söyledi.
“SH tüpü, suya tamamen zorlandıktan sonra bile yüzeye geri yüzebilmenin yanı sıra, şiddetli eğilme, su darbesi ve hatta ciddi yapısal hasar altında kaldırma kuvvetini de koruyabilir” diye açıkladılar.
Araştırmacı ayrıca SH tüplerinin, bir tasarım değişikliğine tamamen daldırıldıktan sonra suda kalmanın imkansız gibi görünen yeteneğine de dikkat çekti. Guo’ya göre, güncellenmiş tasarımları dahili bir ‘bölücünün’ eklenmesini içeriyordu, böylece “dik olarak suya itseniz bile hava kabarcığı içeride sıkışıp kalacak ve tüp yüzme yeteneğini koruyacak.”
Araştırmacılar, kaldırma kuvvetini korumak için bir hava kabarcığı yakalama yeteneğinin, su üzerinde yürüyenlerin suya batmadan su yüzeyinde kaymak için kullandıklarına, çan örümceklerinin su üzerinde kalmak için dalmalarına veya ateş karıncalarının hidrofobik vücutlarını yüzen “sallar” halinde birleştirmek için kullandıklarına benzer olduğunu söyledi.
Testler Ciddi Hasarlı Boruların Yüzdürme Gücünü Koruduğunu Ortaya Çıkardı
Guo, ekibinin batmaz tüplerini bazı “gerçekten zorlu ortamlarda haftalarca” test ettiğini ancak genel kaldırma kuvvetinde herhangi bir azalma göstermediklerini söyledi. Profesör ayrıca ekibinin “bunlarda büyük delikler açabileceğini” ancak yine de süperhidrofobik niteliklerini koruduklarını belirtti.
Guo, “Delebildiğiniz kadar çok delik açarak tüplere ciddi hasar verseniz bile tüplerin hala yüzdüğünü gösterdik” diye açıkladı.
Batmayan metal boruların potansiyel uygulamaları tartışılırken Guo’nun ekibi, bazıları yarım metreye kadar olan farklı boru uzunluklarıyla kaldırma kuvveti testlerinin başarılı olduğunu söyledi. Bununla birlikte, süreçlerinin ucuz, çoğaltılması kolay ve “yük taşıyan” yapılar için ticari olarak uygun SH platformlarına ölçeklenebilir olduğunu öne sürüyorlar. Bu, sallar, gemiler, şamandıralar ve endüstriyel yüzer platformlar için temel olarak batmaz metal boruların kullanılmasını içerir.
“SH tüpleri düzeneği, denizcilik uygulamalarına yönelik büyük gemiler, deniz taşıtları, yüzer platformlar ve şamandıralar inşa etmek için kullanılabilir” diye açıkladılar.
Araştırmanın yazarları ayrıca yaklaşımlarının okyanus ortamlarında çalışan gelişmiş yenilenebilir enerji cihazlarının geliştirilmesine yardımcı olabileceğini öne sürüyor.
“Örnek olarak, okyanus gelgit enerjisini toplamak için yüzen bir SH elektrik enerjisi jeneratörünü gösteriyoruz” diye açıkladılar.
Çalışma “Geometri Özellikli Kurtarılabilir Yüzen Süper Hidrofobik Metalik Borular” kategorisinde yayınlandı Gelişmiş Fonksiyonel Malzemeler.
Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief’te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].
