نجح فريق في جامعة روشستر في تطوير أنابيب معدنية لا تغرق عبر تعديل السطح الداخلي لأنابيب الألمنيوم. نشر الفريق طريقته في مجلة Advanced Functional Materials، ووصف الباحثون كيف أن نقش السطح على مقاييس ميكروية ونانوية يخلق بنى تطرد الماء فعليًا وتبقي السطح الداخلي جافًا.
عندما يُدفع الأنبوب إلى الماء، تحبس البنى داخل السطح فقاعة هواء مستقرة. تمنع هذه الفقاعة دخول الماء إلى الأنبوب وتحافظ على قدرته على الطفو حتى في ظروف هائجة. وذكر تشونلي قو، أستاذ البصريات والفيزياء والعالم الأول في مختبر طاقة الليزر بجامعة روشستر، أنهم أضافوا فاصلًا في منتصف الأنبوب حتى لو دُفع عموديًا يبقى الهواء محبوسًا.
قارن الفريق التأثير بظواهر طبيعية مثل العناكب التي تبني قبابًا هوائية تحت الماء. بنيت أولى الأجهزة شديدة الكره للماء في 2019 باستخدام قرصين مختومين، بينما يبسط تصميم الأنبوب الجديد الفكرة ويحسن الأداء في البحار الهائجة. في تجارب مخبرية، اختبروا أنابيب بأطوال تصل إلى ما يقرب من نصف متر ووجدوا أنها تظل متينة بعد أسابيع من التعرض القاسي.
أظهر الباحثون أيضًا أن الأنابيب تقاوم أضرارًا شديدة وتبقى عائمة حتى بعد ثقوب كبيرة، ويمكن ربطها لتشكيل طوافات أساسها لسفن أو منصات طافية. كما أظهروا إمكانية استخدام هذه الطوافات لحصاد أمواج الماء وتوليد الكهرباء، وأشار الباحثون إلى أن التكنولوجيا قابلة للتوسع إلى أحجام أكبر لتطبيقات تحمل الأحمال.
- الدعم المالي: المؤسسة الوطنية للعلوم (National Science Foundation).
- دعم إضافي من مؤسسة بيل وميليندا غيتس ومعهد جورغن لعلوم البيانات والذكاء الاصطناعي.
كلمات صعبة
- نقش — عمل حفر أو تشكيل على سطح المادة
- طرد — إخراج شيء بعيدًا عن سطح ماتطرد
- محبوس — محتجز داخل مكان وليس قادرًا على الخروجمحبوسًا
- طوافة — جهاز أو قطعة تبقى فوق الماء وتطفوطوافات
- متين — قوي وثابت ويصمد لفترة طويلةمتينة
- تعرض — وجود في مواجهة ظروف أو تأثيرات خارجيةالتعرض
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- ما الفوائد المحتملة لاستخدام أنابيب معدنية طافية لبناء سفن أو منصات عائمة؟ اذكر سببين.
- ما التحديات البيئية أو الهندسية التي قد تظهر عند توسيع هذه التكنولوجيا إلى أحجام أكبر؟
