研究者たちが水に沈まない金属構造を開発中。沈没しない船ができるかも - ギズモード・ジャパン

これに乗って水蜘蛛の術とかやってみたいかも。

ロチェスター大学の研究者らが、固体の金属構造物を水中に浮かべる方法を発見しました。水に潜るミズグモやヒアリが、水に浮くために撥水性の脚や身体を使って空気を閉じ込める方法からヒントを得たとのこと。

これでうっかりトイレに落としてもすぐに沈まないスマートフォンや、沈没しない船を作る道を開く可能性が出て来ました。

ヒントはふたつ

クモやヒアリとは異なり、金属表面には空気が自然に付着することはありません。沈没した船を浮上させるために、救助隊は時として空気でいっぱいに膨らませたた巨大ゴム風船を使い、損傷した金属構造物に取り付け再浮揚させることがあります。

ロチェスター大学の研究者たちは、このふたつの手法を使えば、自然な形で内部に空気を閉じ込める、新しい性質を持つ金属構造を作ることが可能となり、その結果として沈むめること不可能な金属ができることに気が付いたのでした。

Video: University of Rochester/YouTube

レーザー・エッチングで表面を超疎水性に

第一段階は、レーザー・エッチング技術を用いて、金属を超疎水性または超撥水性に処理することでした。研究チームが開発した技術では、最初の1時間ほどで、それぞれの面の長さがわずか1インチ四方の金属をエッチングに成功。より強力なレーザーに切り替えたら、プロセスが劇的にスピードアップしたそうです。

研究者らは実験にアルミニウムを選択しましたが、この超疎水性エッチング処理はあらゆる種類の金属だけでなく、別の材料にも適用できると考えています。

さらにサンドイッチ構造で空気を閉じ込める

エッチングが完了すると、次の段階は2枚の平行なアルミニウム板を用いて金属サンドイッチを作ることでした。これらのアルミニウム板は、互いに非常に接近していますが、接触はしておらず、それらの超疎水性表面は両方とも内側を向く作りになっています。

2枚のプレートの間にある意図的な隙間は、金属構造体全体が水没している間でさえも空気を閉じ込め、それを保持し、金属サンドイッチを浮かせるのに充分な浮力を生み出します。

空気はずっと閉じ込められたまま

実験を通じて、研究者たちは金属板の間の理想的な隙間を作り出し、構造全体の重量に対抗するのに充分な空気を保持する、防水の区画を作ることができました。さらに注目すべきことに、閉じ込められた空気はほとんど無限に閉じ込められたままでした。

研究者たちは、アルミニウム製の撥水サンドイッチのひとつを水中に丸々2カ月間、わざと沈め続けたのですが…重しを開放すると、それはすぐに水面に浮上したのでした。

船や飛行機が壊れても浮くだろう

また金属製のサンドイッチを穴だらけにしても、まだ充分な浮力を持っていたため、研究者たちは今回の発見が、損傷を受けても浮いたままでいられるボートの設計や製造に利用できると確信するようになりました。

この手法は、安全やセキュリティー上の理由からほかの車両や建造物を浮かせることにも利用できます。たとえば、航空機が海を横切って飛んでいるとき、万が一問題が発生した場合には、水上に緊急着陸しなければならないリスクがありますよね。そんなときのためにも、この技術を使えば沈まずに済むのです。

もし安価で作れるようになれば、無限の可能性が広がりそうですね。

Source: University of Rochester, YouTube

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November 16, 2019 at 04:00PM
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