Οι αράχνες ενέπνευσαν τους επιστήμονες να αναπτύξουν μέταλλο που δεν βυθίζεται!

Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ ενέπνευσαν τη νέα τους ανακάλυψη από τις αράχνες-καμπάνες, δημιουργώντας αλουμίνιο που διατηρεί την πλευστότητά του ακόμα και όταν υποστεί ζημιά, με επαναστατικές προοπτικές για τη ναυπηγική και τις ενεργειακές εφαρμογές.

Για αιώνες, η ιδέα ήταν σαφής: ένα νόμισμα, ρίχνοντάς το στο νερό, θα βυθιστεί λόγω του βάρους του. Ωστόσο, μια πρόσφατη μελέτη παρεμβάλλεται στις βεβαιότητες αυτές, ανατρέποντας μια βασική αρχή.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ ανέπτυξαν σωλήνες από αλουμίνιο που παραμένουν στην επιφάνεια του νερού, ακόμα και όταν έχουν τρυπηθεί ή πλήξει σοβαρά. Αυτή η καινοτομία εμπνέεται από τη φύση, συγκεκριμένα από τις αράχνες-καμπάνες (Argyroneta aquatica), οι οποίες ζουν υποβρύχια σχεδόν αποκλειστικά.

«Μπορείς να ανοίξεις μεγάλες τρύπες στους σωλήνες και παρ’ όλα αυτά συνεχίζουν να επιπλέουν», δηλώνει ο Chunlei Guo, καθηγητής Οπτικής & Φυσικής και επικεφαλής της έρευνας. «Ακόμα και με εκτεταμένες φθορές, παραμένουν πλωτοί».

Ο λόγος πίσω από αυτή την ικανότητα είναι η υδροφοβία, δηλαδή η ικανότητα ενός υλικού να απορρίπτει το νερό, και η υπερυδροφοβικότητα, η οποία αφορά επιφάνειες που απωθούν το νερό σε εξαιρετικό βαθμό. Μέσω της χρήσης λέιζερ, οι επιστήμονες χαράσσουν στο αλουμίνιο μικροσκοπικές γραμμές, που είναι αόρατες δια γυμνού οφθαλμού και παγιδεύουν αέρα στην επιφάνειά του, δημιουργώντας μία υφή παρόμοια με αυτή του κοτλέ σε νανοκλίμακα.

Ο μηχανισμός αυτός μιμείται άψογα την επιβίωση των αραχνών-καμπανών κάτω από το νερό, όπου οι λεπτές τριχίδες τους συγκρατούν φυσαλίδες αέρα και τους παρέχουν οξυγόνο στην υποβρύχια ζωή τους.

Η υπερυδροφοβική επιφάνεια των σωλήνων εμποδίζει την είσοδο νερού, με την επιφανειακή τάση να κρατά τον αέρα παγιδευμένο, διατηρώντας το μέταλλο πλωτό. Ακόμα και σε περιπτώσεις που το νερό προσπαθεί να καλύψει τα τοιχώματα, αναπηδά από την ειδικά διαμορφωμένη επιφάνεια.

Η μελέτη, που δημοσιεύεται στη 27 Ιανουαρίου 2026 στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Functional Materials, περιλαμβάνει και προηγούμενη έρευνα της ομάδας. Το 2019, είχαν παρουσιάσει αβύθιστους μεταλλικούς δίσκους, οι οποίοι όμως δεν ήταν ανθεκτικοί σε ταραγμένα νερά.

Η νέα σχεδίαση επιλύει αυτό το πρόβλημα μέσω ενός εσωτερικού διαχωριστικού στο κέντρο του σωλήνα, που περιλαμβάνει θάλαμο παγίδευσης αέρα. Αν και ο σωλήνας πιέζεται κάθετα στο νερό, η φυσαλίδα παραμένει ανέπαφη. Δοκιμές διάρκειας εβδομάδων δεν κατέδειξαν απώλεια πλευστότητας.

Η φύση έχει εκμεταλλευτεί εδώ και καιρό την υπερυδροφοβικότητα. Από τα μάτια των κουνουπιών μέχρι τα μυρμήγκια της φωτιάς που σχηματίζουν πλωτές «σχεδίες» σε περιόδους πλημμυρών, η παγίδευση αέρα είναι μια παγιωμένη στρατηγική επιβίωσης.

Η προσπάθεια ανθρώπινης παρέμβασης για να «επιπλεύσει» το μέταλλο δεν είναι καινούργια, όμως η νέα αυτή τεχνολογία εγκαινιάζει πραγματικές εφαρμογές: πλωτές κατασκευές που αντέχουν φορτία, σχεδίες και πλοία που δεν βυθίζονται εύκολα σε συνθήκες εισροής νερού. Ιδιαίτερα ελκυστική είναι και η δυνατότητα αξιοποίησης των κυμάτων για παραγωγή ενέργειας μέσω πλωτών πλατφορμών.

Οι τωρινοί σωλήνες έχουν μήκος περίπου μισού μέτρου, όμως σύμφωνα με τον Guo, η κλίμακα δεν έχει τεχνολογικά όρια. Οι σύγχρονοι λέιζερ έχουν πολλαπλασιαστεί σε δυνατότητες σε σχέση με το παρελθόν, επιτρέποντας την παραγωγή μεγαλύτερων διαστάσεων.

ΤΙ ΔΙΑΒΑΖΕΤΑΙ