Schiffe, unsinkbar wie ein Wasserläufer: aus unsinkbarem Metall

"Unkaputtbarer“ Auftrieb: US-Forscher haben eine Struktur entwickelt, die Metalle unsinkbar macht. Selbst wenn sie unter Wasser gedrückt werden, steigen sie wieder auf. Möglich wird dies durch eine per Laser eingravierte Nanostruktur, kombiniert mit einem zweischichtigen Aufbau, wie die Wissenschaftler berichten. Das „unsinkbare“ Metall könnte künftig für Schiffe, Bojen oder auch schwimmende Sensoren eingesetzt werden.

Unsinkbarer Wasserläufer (Bild: PixaBay, lizensfreie Bilder)

Adaptiert haben die Forscher ein Patent der Natur: Feuerameisen, Wasserspinnen oder Wasserläufer nutzen Nanostrukturen und machen damit ihre Füße oder Körperoberflächen extrem wasserabweisend. Dadurch schaffen Sie eine auftriebsfördernde Luftschicht zwischen ihrem Körper und dem Wasser. Diese Nanostrukturen haben sich Forscher um Chunlei Guo von der University of Rochester zu Nutze gemacht. Bereits vor Jahren konnten sie damit Metalloberflächen wasserabweisend machen. Das half zwar vor Korrosion, nicht aber vor dem Versinken.


Die Forscher haben nun ihre Technik so weiterentwickelt, dass Metall damit sogar unsinkbar wird. Und wieder war die Natur dazu ein Vorbild. Die Wasserspinne Argyroneta aquatica spinnt eine „Taucherglocke“ aus superhydrophoben (hydrophob = wassermeidend) Netzfäden. In diesen Fäden wird Luft eingefangen, was Auftrieb erzeugt.


Dieses Prinzip haben Guo und sein Team nun auf Metalle übertragen. Sie machten die Metalloberfläche zunächst per Lasergravur extrem wasserabweisend. Diese Oberfläche verbauten sie nun aber nicht so, dass sie nach außen zeigte, sondern sie kombinierten zwei gravierte Metallbleche zu einem Sandwich mit nach innen zeigenden Nanostrukturen.

„Die Struktur zeigt eine beispiellose Schwimmfähigkeit. Sie steigt selbst dann wieder an die Oberfläche, wenn sie monatelang zwangsweise untergetaucht worden ist.“

berichten Guo und seine Kollegen.


Das Entscheidende ist dabei der Abstand zwischen beiden Metallblechen. Er ist gerade so gering, dass die Nanostrukturen das Wasser verdrängen und ein schmaler luftgefüllter Hohlraum entsteht. Diese Luft reicht aus, um das Metallobjekt unsinkbar zu machen. Durch die superhydrophobe Nanostruktur ist diese Luft kaum zu verdrängen. Sie bleibt selbst beim Untertauchen erhalten. Schäden und Löcher in den Metallblechen mindern den Auftrieb kaum. Die Luft bleibt dennoch eingefangen, wie Tests ergaben.


Nutzbar für Schiffe, Bojen und Sensoren

„Die Einsatzmöglichkeiten dieser superhydrophoben Metallstruktur reichen von Schwimmhilfen und dem Schutz elektronischer Ausrüstung bis zu Schiffen und anderen Wasserfahrzeugen“,

sagen die Forscher.


Quelle: Scinexx


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