Волоски на поверхности водных папоротников могут судам сэкономить до 10% топлива. Растение имеет редкую способность удерживать тонкий слой воздуха под водой. Исследователи Университетов Бонна, Ростока и Карлсруэ опубликовали в журнале "Передовые Материалы" результаты исследования , как папоротник делает это. Результаты этого исследования можно использовать для строительства новых видов корпусов с уменьшенным трением.
Водный папоротник salvinia molesta чрезвычайно гидрофобен. Если он погружен в жидкость, а затем из нее извлечен, жидкость сразу стекает с него. И он снова становится полностью сухим. Или если быть более точным: он никогда не бывает мокрым. Поскольку папоротник окружает себя тонким слоем воздуха. Этот слой препятствует растению входить в контакт с жидкостью. Если это даже делать длительное время.
Исследователи материалов называют это поведение 'супергидрофобным'. Эта особенность представляет интерес для многих применений, типа быстро сохнущих купальников или просто для топливосберегающих судов. Тем временем, возможно строить супергидрофобные поверхности, скопировав их у природы. Однако, эти 'точные копии' имеют неудобство: слой, который формируется на них, слишком непостоянен. При перемещении воды он исчезает самое позднее через несколько часов.
Исследователи из Бонна, Ростока и Карлсруэ сейчас расшифровали тайну папоротника, который может постоянно удерживать воздушный слой. Это было известно в течение нескольких лет до этого, когда на поверхности его листьев есть крошечные волоски. Они гидрофобны. Они удерживают воду на расстоянии.
Вода 'закрепляется на месте'
Но это - только одна сторона монеты: "Мы показали, что внешняя сторона - гидрофильная,т.е она любит воду," объясняет Профессор Вилхелм Бартлотт из Университета Бонна. "При погружении в жидкость вода равномерно распределяется по поверхности растения Воздушный слой, расположенный ниже внешнего слоя не может поэтому легко исчезнуть."
Профессор Бартлотт - руководитель Института охраны дикой природы в Бонне. Там эксперименты начались, которые продолжены сегодня совместно с кафедрой гидрогазодинамики в Университете Ростока и институтом прикладной физики в Университете Карлсруэ. "После решения самочистки листа лотоса двадцать лет назад, открытие эффекта salvinia - одно из самых важных новых открытий в бионике," говорит профессор Томас Шиммэль из Университета Карлсруэ.
Мировая экономия топлива - один процент
Опишем только одно самое значительное применение этого эффекта.
До сих пор при перевозке контейнеровозами больше чем половина энергии теряется из-за трения воды о корпус. С воздушным слоем эта потеря могла быть уменьшена на десять процентов,согласно оценке исследователей. Так как суда - огромные потребители топлива, полный эффект был бы гигантским. "Возможно один процент топлива во всем мире может быть сэкономлен при использовании эффекта salvania," прогнозирует профессор Бартлотт. "Поверхности, подобные водному папоротнику могут произвести революцию в судостроение," соглашается профессор Альфред Ледер из Университета Ростока
Источник: patent.ucoz
|
