Une structure métallique insubmersible inspirée par les araignées et les fourmis a été développée


Inspirés par les araignées aquatiques Argyronète et les radeaux de fourmis de feu, ils ont créé une structure métallique si hydrofuge qu’elle refuse de couler.

Le matériau reste insubmersible quelle que soit la fréquence à laquelle il est plongé de force dans l’eau, à quel point il est endommagé ou perforé.

Cela pourrait-il mener à un navire insubmersible ? Un vêtement de flottaison portable qui flottera encore après avoir été perforé ? Des dispositifs électroniques de surveillance qui peuvent survivre à long terme dans l’océan ?

Tout ce qui précède, dit Chunlei Guo, professeur d’optique et de physique, dont le laboratoire décrit la structure dans ACS Applied Materials and Interfaces.

La structure utilise une technique révolutionnaire mise au point par le laboratoire pour utiliser des éclats femtoseconde de lasers afin de “graver” les surfaces des métaux avec des motifs complexes à l’échelle micro et nanométrique qui piègent l’air et rendent les surfaces super-hydrophobes, ou hydrofuges.

Les chercheurs ont toutefois découvert qu’après avoir été immergés dans l’eau pendant de longues périodes, les surfaces peuvent commencer à perdre leurs propriétés hydrophobes.

Les araignées et les fourmis de feu peuvent survivre de longues périodes sous ou à la surface de l’eau. Comment ? En emprisonnant l’air dans un endroit fermé. Les araignées aquatiques Argyronète, par exemple, créent une toile en forme de dôme sous-marin – une clochette de plongée – qu’elles remplissent d’air transporté de la surface entre leurs jambes super-hydrophobes et l’abdomen. De même, les fourmis de feu peuvent former un radeau en emprisonnant l’air dans leurs corps super-hydrophobes.

“C’était une inspiration très intéressante”, dit Guo. Comme les chercheurs le notent dans le journal : “L’idée clé est que les surfaces super-hydrophobes (SH) multifacettes peuvent emprisonner un grand volume d’air, ce qui indique la possibilité d’utiliser les surfaces SH pour créer des dispositifs flottants.”

Le laboratoire de Guo a créé une structure dans laquelle les surfaces traitées sur deux plaques d’aluminium parallèles sont orientées vers l’intérieur et non vers l’extérieur, de sorte qu’elles sont fermées et exemptes d’usure externe et d’abrasion. Les surfaces sont séparées par la bonne distance pour emprisonner et retenir suffisamment d’air afin de maintenir la structure flottante, créant ainsi un compartiment étanche à l’eau. Les surfaces super-hydrophobes empêchent l’eau de pénétrer dans le compartiment même lorsque la structure est forcée de s’immerger dans l’eau.

Même après avoir été forcées à l’immersion pendant deux mois, les structures ont immédiatement rebondi à la surface après la libération de la charge, explique M. Guo. Les structures ont également conservé cette capacité même après avoir été perforées plusieurs fois, car l’air reste emprisonné dans les parties restantes du compartiment ou dans les structures adjacentes.

Bien que l’équipe ait utilisé de l’aluminium pour ce projet, le “procédé de gravure pourrait être utilisé pour littéralement n’importe quel métal, ou d’autres matériaux”, dit M. Guo.

Lorsque le laboratoire Guo a fait la première démonstration de la technique de gravure, il a fallu une heure pour modeler une surface d’un pouce par un pouce. Aujourd’hui, en utilisant des lasers sept fois plus puissants et un balayage plus rapide, le laboratoire a accéléré le processus, ce qui le rend plus facile à mettre à l’échelle pour les applications commerciales.

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Source : MessageToEagle – Traduit par Anguille sous roche

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