Спустя более чем 113 лет после крушения «Титаника» в апреле 1912 года концепция непотопляемого корабля по-прежнему вызывает интерес у инженеров. Исследователи из Соединенных Штатов представили практическое решение, приближающее к этой цели. Специалисты из Рочестерского университета создали технологию, благодаря которой обычные алюминиевые трубки способны сохранять плавучесть в течение неограниченного времени, даже при значительных повреждениях и продолжительном нахождении под водой.
Разработанная под руководством профессора оптики и физики, старшего научного сотрудника Лаборатории лазерной энергетики Чуньлэй Го, технология базируется на модификации свойств металлической поверхности. С помощью лазерной обработки внутренней стороны алюминиевой трубки формируются микро- и наноразмерные углубления. Это позволяет создать сверхгидрофобную поверхность, характеризующуюся водоотталкивающими свойствами. При погружении обработанной трубки в воду внутри неё формируется устойчивый воздушный пузырь, препятствующий проникновению воды в полость и обеспечивающий постоянную плавучесть.
Идея создания устройства основана на природных механизмах: паук-серебрянка использует воздушный пузырь для обитания в водной среде, а муравьи огненного вида строят плавучие платформы, используя свои водоотталкивающие свойства. Чтобы усилить конструкцию, в центре трубки был установлен стабилизатор, который поддерживает воздушный резерв и не позволяет ему исчезнуть даже при вертикальном погружении или быстрых изменениях положения.
Новая разработка превосходит предыдущие результаты, полученные лабораторией в 2019 году, когда применялись герметичные диски. Трубчатая конструкция отличается значительно большей прочностью. Проведённые испытания подтвердили, что трубки сохраняют способность держаться на воде в условиях сильного водоворота, имитирующего шторм, и даже после множества повреждений. По словам Го, устройства подвергались испытаниям в сложных условиях в течение нескольких недель, не утратив своих характеристик.
Данная технология обладает свойством масштабируемости: в ходе лабораторных испытаний использовались трубки длиной приблизительно 50 сантиметров, однако метод позволяет изготавливать и более крупные несущие элементы. Это расширяет возможности для разработки судов, плавучих платформ, доков и буёв. Помимо этого, ученые продемонстрировали, что плоты, сконструированные из этих трубок и использующие энергию волн, могут быть применены для производства электроэнергии, предлагая инновационный способ получения возобновляемых ресурсов из океана.
Исследование было в научном журнале Advanced Functional Materials.