科技 | 船舶制造業迎來革新：科學家研發出“永不沉沒”金屬管

在“永不沉沒”的泰坦尼克號沉沒一百多年后，工程領域仍在探索實現“永不沉沒”船只的可能性。

美國羅切斯特大學研究人員在這一領域取得最新進展，開發出了一種能夠使普通金屬管具備“不可沉沒”特性的新工藝，即無論在水中停留多長時間，或遭受多嚴重的損傷，都能夠保持漂浮。

該研究由羅切斯特大學光學與物理學教授，同時也是激光能源實驗室高級科學家的郭春雷團隊完成。相關成果已于日前發表于《Advanced Functional Materials》。

研究人員通過激光蝕刻工藝，在鋁管內部制造微納級凹坑結構，形成超疏水表面。經處理的鋁管入水后能永久維持內部空氣泡，即使完全浸沒或嚴重損毀仍保持浮力。這一機理類似于水蛛（潛水鐘蜘蛛）在水下利用氣泡保持浮力，或火蟻依靠疏水軀體抱筏渡河的方式。

郭春雷表示：“關鍵創新在于，我們在管腔中段增加了一個隔斷，這樣即使將其垂直壓入水中，空氣泡仍能被穩定鎖閉在管內，使其保持漂浮能力。”

事實上，郭春雷及其團隊早在2019年就曾展示過基于超疏水結構的漂浮裝置，當時的設計是將兩個超疏水圓盤密封在一起以產生浮力。與早期方案相比，新型管狀設計顯著提升穩定性。此前的圓盤裝置在處于極端角度時可能失去浮力，而新型金屬管在類似海洋環境中的湍流條件下仍能保持穩定。

郭春雷表示：“我們在非常惡劣的環境中對這些金屬管進行了數周測試，結果發現其浮力沒有出現任何退化。即使是在管體上打出一個大洞，甚至盡可能進行破壞，其浮力性能也仍無衰減。”

研究人員還指出，多根超疏水金屬管可以連接在一起，形成筏狀結構，為未來船舶、浮標以及漂浮平臺等應用提供基礎。

在實驗室測試中，團隊使用了不同長度的金屬管，最長接近半米。郭春雷表示，該技術原理上可較為容易地放大，以滿足承載型漂浮裝置對尺寸和強度的需求。

此外，研究還展示了由超疏水金屬管構成的筏體在可再生能源領域的潛在應用。實驗表明，這類結構可用于捕獲水波并將其轉化為電能，為波浪能發電提供一種可能方案。

來源：IT之家

▼ 往期熱文推薦 ▼

【溫馨提示】文中部分圖片來源網絡，版權歸屬原作者，若有不妥，請聯系告知修改或刪除。