Flytande gräs inspirerar högteknologisk vattentät beläggning

Anonim

Flytande gräs inspirerar högteknologisk vattentät beläggning

Vetenskap

Ben Coxworth

15 november 2011

4 bilder

Ett plastmaterial som är inspirerat av löv från Salvinia molesta, kan leda till en beläggning som gör fartyg mer flytande och hydrodynamiska (Foto: Eric Guinther)

Det kan vara en invasiv ogräs som är nedsmutsande vattendrag i USA, Australien och andra länder, men det visar sig att Salvinia molesta har minst en bra poäng - det är inspirerat av en konstgjord beläggning som kan hjälpa fartyg att stanna flytande. Den övre ytan på de flytande plantorns löv är belagd med små vattenavstötande hår, som var och en är toppad med en bisarr äggbägarsliknande struktur. Dessa hår fäller ett skikt av luft mot bladet, vilket minskar friktionen och ger uppdrift, medan äggbotten griper något i det omgivande vattnet, vilket ger stabilitet. Forskare vid Ohio State University har framgångsrikt replikerat dessa hår i plast, vilket skapar en flytande beläggning som beskrivs som "en mikroskopisk shagmatta."

I laboratorietester utfördes den konstgjorda beläggningen precis som Salvinia hår. I båda fallen kunde vattendroppar inte tränga in mellan håren, men klamrade sig på de unikt formade spetsarna - de hängde till och med när ytan lutades 90 grader. Beläggningens vidhäftningskraft mättes vid 201 nanoNewtons (miljarder av en Newton), medan de naturliga håren klarade en nästan identisk 207 nanoNewtons. Medan dessa siffror ligger långt under de som uppnås av ämnen som tejp, liknar de de ginko fötterna - och kakor verkar inte ha några problem med klätterväggar.

"Jag har studerat gockfötterna, som är klibbiga och lotusbladet, vilket är halt", säger ledforskaren Bharat Bhushan. " Salvinia kombinerar aspekter av båda. "

Om kommersialiseras kan det Ohio State-utvecklade materialet tänkbart tillämpas på skrov på fartyg eller ubåtar. Man tror att det skulle kunna ge fartygen mer flotation, samtidigt som de hjälper dem att sitta i vattnet med mer stabilitet och förflytta sig lättare.

Ett dokument om forskningen har nyligen publicerats i Journal of Colloid and Interface Science .

De äggben-liknande tipsen på Salvinia håren (Foto: OSU)

En vattendropp klibbar till Salvinia håret, även när den vrids 90 grader (Foto: OSU)

En vattendroppe sitter på de äggbensliknande strukturerna ovanpå Salvinia håret (Foto: OSU)

Ett plastmaterial som är inspirerat av löv från Salvinia molesta, kan leda till en beläggning som gör fartyg mer flytande och hydrodynamiska (Foto: Eric Guinther)

Vill du ha en renare, snabbare laddning och annonsfri läsupplevelse?
Prova New Atlas Plus. Prenumerera nu för bara 19 USD per år.