Kov s nepotopitelnou úpravou vpravo. Kredit: University of Rochester photo / J. Adam Fenster.

Je to jako zápletka z Ferdy Mravence, na jejímž konci vznikl úžasný nanomateriál. Odborníci americké University of Rochester v New Yorku se shlédli v populárním mravenci Solenopsis invicta a podivuhodném vodouchovi stříbřitém (Argyroneta aquatica). Tihle mravenci, známí po přezdívkou „fire ants“, kteří by si už vážně zasloužili české jméno, jestliže ho ještě nemají, jsou obávaní vetřelci a nájezdníci, kteří mimo jiné dovedou postavit živé rafty ze svých těl. Vodouch se rozhodl pro životní dráhu potápěče a je to jediný známý vodní pavouk. Z pavučin si staví si podvodní vzduchové zvony, díky nimž ovládl vodní svět.

Chunlei Guo. Kredit: University of Rochester.

Poučeni mravencem i vodouchem Chunlei Guo a jeho kolegové vytvořili kovovou strukturu, která natolik odpuzuje vodu, že se prostě odmítá potopit. Je přitom lhostejné, kolikrát ho namočíte nebo jestli ho poškodíte, proděravíte či jinak zohyzdíte. K čemu by takový nepotopitelný kov mohl být dobrý? Představte si nepotopitelné lodě, námořní drony nebo třeba senzory a výzkumné stanice. Anebo třeba ochranné nositelné zařízení, které se nepotopí, ani když bude samou díru.

Nepotopitelný kov je nepotopitelný i děravý. Kredit: University of Rochester photo / J. Adam Fenster.

Guo a spol. použili dříve vyvinutý převratný postup úpravy kovu, při němž pomocí pulzů femtosekundového laseru „leptali“ povrch upravovaného kovu a vytvářeli na něm mikro- a nanostruktury. Účelem těchto nepatrných struktur je pohlcovat vzduch, čímž se povrch kovu stává superhydrofobním a velmi silně odpuzuje vodu. Postupně se ale ukázalo, že když je takto upravený kov ponořený do vody po dlouhou dobu, tak může postupně ztrácet svoje superhydrofobní vlastnosti.

V tuto chvíli přicházejí na scénu mravenec s vodouchem. Oba dva totiž při svých podivuhodných konstrukcích ve vodě používají docela jednoduchý trik. Svými superhydrofobními těly, respektive sítěmi, vzduch pod vodou natrvalo uvězní. Guo a jeho tým proto vytvořili na dvou souběžných plátcích hliníku takové nanostruktury, které pohltí a udrží tolik vzduchu, že výsledný kov plave. Plave, i když je násilím potopený po dobu dvou měsíců. A také plave, když je proděravělý jako řešeto.
Badatelé sice experimentovali s hliníkem, ale podle nich je možné stejnou úpravu použít pro jakýkoliv kov i jiné materiály. S výkonnými lasery by podle nich neměl být s praktickým uplatněním jejich nepotopitelného kovu zásadní problém.

Video:  Unsinkable Metal


Video:  Metal 2.0 | Chunlei Guo | TEDxIndianapolis


Literatura
University of Rochester 6. 11. 2019, ACS Applied Materials & Interfaces online 11. 2019.