Drijvende wiet inspireert een hightech waterdichte coating

Anonim

Drijvende wiet inspireert een hightech waterdichte coating

Wetenschap

Ben Coxworth

15 november, 2011

4 afbeeldingen

Een plastic materiaal geïnspireerd op de bladeren van de aquatische wiet Salvinia molesta kan leiden tot een coating die schepen drijfkrachtiger en hydrodynamischer maakt (Foto: Eric Guinther)

Het kan een invasieve wiet zijn die vervuilende waterwegen heeft in de VS, Australië en andere landen, maar het blijkt dat Salvinia molesta minstens één goed punt heeft - het is geïnspireerd op een kunstmatige coating die schepen kan helpen om te blijven drijven. Het bovenste oppervlak van de bladeren van de drijvende plant is bekleed met kleine waterafstotende haren, die elk zijn bedekt met een bizarre eggbeater-achtige structuur. Deze haren vangen een laag lucht tegen het blad, verminderen wrijving en bieden drijfvermogen, terwijl de eierklieren een beetje grijpen naar het omringende water, voor stabiliteit. Wetenschappers van de Ohio State University hebben met succes deze haren in plastic gerepliceerd, waardoor een drijvende coating is ontstaan ​​die wordt beschreven als een "microscopisch shag-tapijt".

In laboratoriumtests presteerde de door de mens gemaakte coating net als de Salvinia- haren. In beide gevallen konden waterdruppeltjes niet doordringen tussen de haartjes, maar hechtten zich wel aan de uniek gevormde uiteinden - ze hingen zelfs aan als het oppervlak 90 graden werd gekanteld. De hechtkracht van de coating werd gemeten bij 201 nanoNewtons (miljardsten van een Newton), terwijl de natuurlijke haartjes een bijna identieke 207 nanoNewtons beheerden. Hoewel deze cijfers ver onder die van stoffen zoals plakband liggen, lijken ze op die van gekkoevoeten - en gekko's lijken geen problemen te hebben met klimmuren.

"Ik heb de gekko-voeten bestudeerd, die kleverig zijn en het lotusblad, dat glad is", zei hoofdonderzoeker Bharat Bhushan. " Salvinia combineert aspecten van beide. "

Indien in de handel gebracht, zou het door Ohio State ontwikkelde materiaal mogelijk kunnen worden toegepast op de rompen van schepen of onderzeeërs. Men gelooft dat het de schepen meer drijfvermogen zou kunnen geven, terwijl het ze zou helpen om met meer stabiliteit in het water te zitten en gemakkelijker door het water te kunnen bewegen.

Onlangs verscheen er een paper over het onderzoek in de Journal of Colloid and Interface Science .

De eierklopperachtige uiteinden op de haren van Salvinia (Foto: OSU)

Een waterdruppeltje klampt zich vast aan de haren van Salvinia, zelfs als deze 90 graden is gedraaid (Foto: OSU)

Een waterdruppel zit op de eierklankachtige structuren bovenop de Salvinia-haren (Foto: OSU)

Een plastic materiaal geïnspireerd op de bladeren van de aquatische wiet Salvinia molesta kan leiden tot een coating die schepen drijfkrachtiger en hydrodynamischer maakt (Foto: Eric Guinther)

Wilt u een schonere, snellere laad- en reclamevrije leeservaring?
Probeer Nieuwe Atlas Plus. Schrijf je nu in voor slechts $ 19 per jaar.