科技风云
中國哈工大開發出新型超級浮力材料
发表于 2009-03-19 06:46 【新華網華盛頓3月16日電】向自然界學習,是人類開展科學研究的重要方法之一。中國哈爾濱工業大學的研究人員在美國最新一期《應用材料與界面》月刊上報告說,他們根據水黽腿部特殊結構的“超疏水”性質,研制出新型超級浮力材料。
来源:新華網
在自然界中,水黽等小昆蟲可以在水面自由行走而不溺水,其原因在於水黽腿部特殊的微納米結構。這種結構使水黽腿部周圍被一層空氣墊環繞,防止其腿部被水打濕,從而保證了水黽具有“水上飛”的能力。
水黽腿部這種不被水打濕的特性被稱作“超疏水”性質。科學家一直想模擬水黽的這一特性來制造新型水上交通工具。從理論上講,經超疏水處理的水上交通工具,其在水中的運行阻力將更小,速度也更快,但傳統超疏水材料所產生的浮力有限且不能大規模實際應用。
哈爾濱工業大學應用化學系的潘欽敏博士等研究人員以多孔狀銅網為基材,並將其制作成數艘郵票大小的“微型船”,然後通過硝酸銀等溶液的浸泡處理,使船表面具備超疏水性。這種微型船不但可以在水面自由漂浮,且可承載超過自身最大排水量50%以上的重量,甚至在其重載水線以上的部分處於水面以下時也不會沉沒。產生這些現象的原因在於船表面的超疏水結構可在船外表面形成“空氣墊”,改變了船與水的接觸狀態,防止船體表面被水直接打濕。
另外,當這些微型船船體表面結構遭到破壞,如被尖銳物體劃破時,可通過簡單處理被修複。
潘欽敏博士在接受新華社記者采訪時說,這些研究成果可望用於制造具有重要潛在應用前景的水上交通工具,如水上機器人、微型環境監測器等。由於超疏水結構能大幅度降低材料在水中甚至空氣中的運動阻力,這些研究對設計高速水上和空中交通工具也具有一定的參考價值。(記者任海軍)
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