Znajdź zawartość

Naukowcy z niemieckiego Biomimetics-Innovation-Centre (B-I-C) na Uniwersytecie Nauk Stosowanych w Bremie opracowali zapobiegającą porastaniu powłokę kadłuba statków, zainspirowaną budową unoszących się na wodzie nasion palmy Dypsis rivularis. D. rivularis należy do rodziny arekowatych. Występuje wyłącznie na Madagaskarze. Z powodu utraty habitatów gatunkowi zagraża wyginięcie. Te palmy mają nasiona roznoszone przez prądy morskie. Jako że dla nasion korzystne jest niedopuszczanie do porastania, ponieważ pozwala im to przebyć dłuższą drogę, założyliśmy, że dysponują specjalnymi powierzchniami, które moglibyśmy odtworzyć – tłumaczy dr Katrin Mühlenbruch. Przez 3 miesiące Niemcy spławiali na Morzu Północnym nasiona 50 gatunków. Okazało się, że w przypadku 12 nie odnotowano żadnego porastania. Potem zaczęliśmy badać mikrostrukturę powierzchni tych nasion […]. Ostatecznie zdecydowaliśmy się naśladować nasiona, które miały włoskopodobną budowę. Taka struktura może być szczególnie skuteczna przy zapobieganiu porastaniu, ponieważ włókna stale się ruszają, utrudniając organizmom morskim znalezienie miejsca do osiedlenia. Zespół Mühlenbruch wykorzystał silikonową bazę, na której utworzono powierzchnię z włóknami. Obecnie nowa powierzchnia przechodzi testy na morzu. Wyniki są zachęcające. Rozwiązanie naśladujące naturę na pewno spodoba się ekologom i aramatorom. Ci pierwsi ucieszą się z wyeliminowania toksycznych farb, które zabijając potencjalnych mieszkańców kadłuba, nie dopuszczały do jego porastania. Drugich powinny zadowolić wymierne korzyści w postaci oszczędzonego paliwa.

Czy kule armatnie używane na początku XIX wieku naprawdę mogły zatapiać statki wojenne? Badacze z Izraela przeprowadzili eksperymenty i stwierdzili, że jak najbardziej tak. W 1966 roku znaleziono drewnianą łódź, która zatonęła w pobliżu portu Akka. Na pierwszy rzut oka jej kadłub wydawał się mocny. Szkutnicy zdecydowali się bowiem na wykonanie niezwykle grubego poszycia z dębiny. Choć podwodnego odkrycia dokonano tyle lat temu, dopiero w 2006 r. akademicy z Uniwersytetu w Hajfie zaczęli zgłębiać tajemnice jednostki. Po pierwsze, należało rozstrzygnąć, skąd pochodziła oraz kiedy i dlaczego zatonęła. Mapa narysowana przez brytyjskiego oficera w 1799 r. podczas oblężenia Akki (rozpoczęło się ono 20 marca) sugerowała, że statek został zatopiony właśnie przez Brytyjczyków, by uniemożliwić Francuzom wejście do portu. Dr Yaacov Kahanov, szef połączonego zespołu badawczego z Uniwersytetu i Rafael Advanced Defense Systems Ltd., opowiada, że potem naukowcy zabrali się za problem numer dwa: czy kula armatnia może przebić gruby kadłub z drewna dębowego. Co prawda prowadzono próby miotania pocisków w kierunku replik statków, ale ponieważ było to przedsięwzięcie złożone i kosztowne, eksperymentów zrealizowano niewiele i nie zawsze uzyskiwano naukowe dane. Trudno więc powiedzieć, czy kule znalezione we wraku mogły spowodować, że ta konkretna łódź poszła na dno. Akademicy z Instytutu Badań Morskich połączyli więc siły z inżynierami z Rafaela i opracowali jedyny w swoim rodzaju model. Dzięki niemu dało się zredukować skalę eksperymentu, obniżając w ten sposób koszty i zwiększając szanse na kontrolowanie przebiegu ostrzału czy na dokonanie pomiarów. Naukowcy z Hajfy wykonali w sumie 5 replik kadłuba w skali 1:2. W tym samym czasie pracownicy Rafael Advanced Defense Systems skonstruowali broń strzelającą stalowymi kulami. Wszystko dokładnie mierzono, by upewnić się, że uda się osiągnąć typową dla tamtych czasów prędkość, z jaką pocisk opuszczał lufę armaty. Chodziło o wartości w granicach 100-500 metrów na sekundę. Koniec końców okazało się, że choć grubość dębiny była imponująca, nie mogła ona wytrzymać naporu kul nawet przy najmniejszych szybkościach. Co więcej, im mniejsza prędkość, tym większą energię poszycie absorbowało, a to oznacza większe zniszczenia i rozprysk drewna. Podczas bitew morskich końca XVIII i początku XIX wieku załoga była więc narażona na duże niebezpieczeństwo.

Nanotechnologia umożliwi w przyszłości... samonaprawianie się kadłubów samolotów wykonanych z tworzyw sztucznych. Pierwszy tego typu samolot pasażerski, Boeing 787 Dreamliner, ma rozpocząć regularne loty już w przyszłym roku. Naukowcy z amerykańskiego Rensselaer Polytechnic Institute opracowali sposób na zmuszenie węglowych nanorurek do naprawiania uszkodzeń w kompozytach polimerowych. Dodanie nanorurek do żywicy epoksydowej zwiększa ciężar kompozytu jedynie o 1%. Czyni jednocześnie materiał znacznie bezpieczniejszym do użycia w lotnictwie. Nowością jest fakt, iż nanorurki wykorzystywane są zarówno do wykrywania, jak i do naprawiania pęknięć, które bez tego mogą się powiększać zagrażając np. integralności skrzydła samolotu – powiedział Nikhil Koratkar, profesor RPI. Uczeni umieścili w kompozycie warstwę nanorurek. Materiał można badać, przesyłając przezeń sygnał elektryczny. W miejscach, gdzie doszło do pęknięć pojawia się większy opór. Gdy uszkodzone regiony zostają zidentyfikowane, do nanorurek sąsiadujących z pęknięciem wysyłany jest silniejszy sygnał, niż ten, który posłużył do próbkowania. Okolice pęknięcia ulegają rozgrzaniu i z kompozytu wydobywają się aktywowane ciepłem składniki, które zalewają pęknięcie. Przeprowadzone testy wykazały, że w ten sposób wielkość pęknięcia zmniejszyła się o 70 procent. Obecnie dostępne są substancje, które samodzielnie potrafią naprawić w polimerach pęknięcia o długościach liczonych nawet w mikrometrach. Problemem jest zidentyfikowanie miejsca uszkodzenia. Metoda zaproponowana przez RPI jest bardzo prosta i efektywna. Umożliwia ona przeskanowanie kadłuba przed każdym startem samolotu i natychmiastową naprawę uszkodzenia. Amerykańscy naukowcy stworzyli też oprogramowanie, które skanuje i naprawia w czasie rzeczywistym wiele uszkodzeń polimerów.