I ricercatori dell’Università di Rochester hanno sviluppato un nuovo processo che rende i normali tubi metallici inaffondabili, consentendo loro di restare a galla indipendentemente da quanto a lungo siano immersi in acqua o da quanto gravemente siano danneggiati.
Gli scienziati dell’Institute of Optics dell’Università di Rochester hanno sviluppato un nuovo processo che rende i normali tubi metallici inaffondabili, in modo che possano rimanere a galla indipendentemente da quanto a lungo siano immersi in acqua o da quanto gravemente siano danneggiati. Il design superidrofobico potrebbe portare a costruire a navi resilienti, piattaforme galleggianti e innovazioni nel campo delle energie rinnovabili.
Guidati da Chunlei Guo, professore di ottica e fisica e ricercatore senior presso il Laboratory for Laser Energetics dell’Università di Rochester, i ricercatori hanno il processo per la creazione di tubi di alluminio con straordinarie capacità di galleggiamento in uno studio pubblicato su Advanced Functional Materials. Incidendo l’interno dei tubi di alluminio, i ricercatori creano micro e nano-fori sulla superficie che la rendono superidrofobica, respingendo l’acqua e mantenendola asciutta. Quando il tubo trattato entra in acqua, la superficie superidrofobica intrappola una bolla d’aria stabile al suo interno, impedendogli di impregnarsi d’acqua e affondare. Il meccanismo è simile a quello dei ragni campana subacquea che intrappolano una bolla d’aria per rimanere a galla sott’acqua, o a quello delle formiche di fuoco che formano zattere galleggianti con i loro corpi idrofobici. “È importante sottolineare che abbiamo aggiunto un divisorio al centro del tubo in modo che, anche se lo si spinge verticalmente in acqua, la bolla d’aria rimanga intrappolata all’interno e il tubo mantenga la sua capacità di galleggiamento” afferma Guo.
Tecnologia migliorata
I ricercatori della University of Rochester hanno dimostrato per la prima volta dispositivi galleggianti superidrofobici nel 2019, caratterizzati da due dischi superidrofobici sigillati insieme per creare la loro galleggiabilità. Ma l’attuale design del tubo semplifica e migliora la tecnologia in diversi ambiti chiave. I dischi sviluppati in precedenza dai ricercatori potrebbero perdere la loro capacità di galleggiare se ruotati ad angoli estremi, ma i tubi sono resistenti alle condizioni turbolente come quelle che si verificano in mare. “Li abbiamo testati in ambienti molto difficili per settimane e non abbiamo riscontrato alcun degrado della loro galleggiabiliti. Si possono praticare fori di grandi dimensioni e abbiamo dimostrato che, anche danneggiando gravemente i tubi con tutti i fori possibili, continuano a galleggiare” continua Guo.
Più tubi possono essere collegati tra loro per creare zattere che potrebbero essere la base per navi, boe e piattaforme galleggianti. In esperimenti di laboratorio, il team ha testato il progetto utilizzando tubi di diverse lunghezze, fino a quasi mezzo metro, e Guo afferma che la tecnologia potrebbe essere facilmente adattata alle dimensioni maggiori necessarie per dispositivi galleggianti portanti. I ricercatori hanno anche dimostrato come le zattere realizzate con tubi superidrofobici potrebbero essere utilizzate per raccogliere le onde dell’acqua e generare elettricità, offrendo una promettente applicazione nel campo delle energie rinnovabili.
Questo progetto è stato supportato dalla National Science Foundation, dalla Bill and Melinda Gates Foundation e dal Goergen Institute for Data Science and Artificial Intelligence dell’Università di Rochester.
Foto: Università di Rochester / J. Adam Fenster
