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浸水也不沉的金属管 — 等级 B2 — Metallic arches rise from water against mountains.

浸水也不沉的金属管CEFR B2

2026年2月4日

改编自 Luke Auburn-Rochester, Futurity CC BY 4.0

照片: Logan Voss, Unsplash

等级 B2 – 中高级
5 分钟
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罗切斯特大学的研究团队在期刊 Advanced Functional Materials 上报道了一种新型金属管,其内表面经过刻蚀形成微米和纳米尺度的凹坑,从而使金属表现出超疏水性。该超疏水内表面在浸入水中时能稳定困住一层气泡,所困的空气阻止水进入管内,保持管子的浮力。研究者指出,这种改进有望影响船舶设计、浮动平台与海上可再生能源装置。

团队在管体中间加入隔板,保证即便将管子垂直推入水中,气泡也能被困在内部,维持漂浮。研究人员将新管形设计与他们在2019年用两个密封圆盘构建的超疏水漂浮装置相比,认为管形设计简化了原理并在恶劣条件下提升了性能。他们还用自然界的例子做类比,例如潜水钟型蜘蛛和依靠疏水性漂浮的火蚁。

在实验室里,团队测试了不同长度的管子,最长接近半米,并在一些非常恶劣的环境中连续测试了数周,发现浮力没有退化。研究者还演示了即便管子被严重刺穿出很多孔洞,仍然可以保持漂浮。多根管子能够连接成木筏,作为船只、浮标或浮动平台的基础,研究者还展示了用木筏收集海浪能量并发电的示范。

研究团队表示该技术可以放大到更大尺寸以承担载荷。该项目获得美国国家科学基金会、比尔和梅琳达·盖茨基金会以及罗切斯特大学 Goergen 数据科学与人工智能研究所的支持。

难词

  • 刻蚀用化学或物理方法去除表面
  • 超疏水性表面强烈排斥水的性质
  • 隔板分隔管内空间的板状结构
  • 困住使某物无法离开或流出
    被困在
  • 浮力液体或气体对物体的向上推力
  • 退化性能或功能逐渐变差
  • 承担载荷承受重量或压力的能力

提示:在文章中将鼠标悬停、聚焦或轻触高亮词语,即可在阅读或听音频时快速查看简要释义。

讨论问题

  • 如果把这种超疏水金属管用于船舶或海上平台,哪些方面会受益?有哪些可能的挑战?请举例说明。
  • 研究者演示了用多根管子连接成木筏并收集海浪能量发电。你认为这类示范技术在实际应用中可行吗?为什么?
  • 技术放大以承担载荷时,应考虑哪些安全或环境问题?你会优先关注哪些方面?

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