Robert Klatt
Wissenschaftler haben eine Nanostruktur entwickelt, die es ermöglicht alle Metalle unsinkbar zu machen.
Rochester (U.S.A.). Wissenschaftler der University of Rochester haben ein unsinkbares Metall erzeugt. Laut des im Fachmagazin ACS Applied Materials and Interfaces veröffentlichten Artikels haben die Wissenschaftler sich bei der Entwicklung an Wasserspinnen, Feuerameisen und Wasserläufern orientiert, die an ihrem Körper und ihren Füßen stark wasserabweisende Nanostrukturen besitzen. Es ist so möglich, dass die Tiere scheinbar über Wasser laufen, weil die Nanostruktur dafür sorgt, dass stets eine dünne Luftschicht bestehen bleibt, die für Auftrieb sorgt und verhindert, dass die Tiere mit Wasser benetzt werden.
Die am Projekt beteiligten Wissenschaftler haben bereits Anfang 2015 im Journal of Applied Physics einen Artikel publiziert, der eine künstliche, per Lasergravur hergestellte Nanostruktur beschreibt, die dafür sorgt, dass Wasser nahezu rückstandslos von Metall abperlt. Schwimmen konnte das so veränderte Metall war im noch nicht, es wurde aber deutlich unempfindlicher gegenüber Korrosion.
Wie Chunlei Guo erklärt, haben „sich die Wissenschaftler nun an der Wasserspinne Argyroneta aquatica orientiert, die aus ihren superhydrophobe Netzfäden eine Art Taucherglocke erzeugt mit der zum Auftrieb Luft eingefangen wird.“ Um das Prinzip aus der Natur auf Metalle zu übertragen, haben die Forscher mit einer Lasergravur dafür gesorgt, dass die Metalloberfläche extrem wasserabweisend wird. Anschließend wurden zwei dieser Metallstrukturen miteinander so verbunden, dass die bearbeiteten Oberflächen sich innenliegend gegenüber befinden.
Der geringe Abstand zwischen den beiden Metallschichten sorgt dafür, dass die Nanostrukturen das Wasser verdrängen und einen mit Luft gefüllten Hohlraum erzeugen. Ähnlich wie bei Schiffen, die nur schwimmen können, weil sie einen großen luftgefüllten Hohlraum besitzen, lässt dies auch die verbundenen Metallbleche schwimmen. Die sogenannte superhydrophoben Wirkung sorgt außerdem dafür, dass das Metallobjekt unsinkbar ist, weil selbst dann wenn es unter Wasser gedrückt wird, die Luft weiterhin in der Nanostruktur verbleibt und dafür sorgt, dass das Objekt wieder aufstiegen kann.
Guo erklärt, dass „Die Struktur eine beispiellose Schwimmfähigkeit zeigt, die selbst dann wieder an die Oberfläche aufsteigt, wenn sie monatelang zwangsweise untergetaucht worden ist.“ Selbst Beschädigungen und Löcher in den dünnen Metallplatten konnten in den Experimenten nicht dafür sorgen, dass die Luft aus der Nanostruktur entweicht.
Laut den Wissenschaftler lässt die Nanostruktur sich bei allen Metallen erzeugen. Es sind so zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten des neuen Materials möglich, wie zum Beispiel schwimmende Sensoren, bei denen die Außenhülle gleichzeitig die Elektronik vor Wasser schützt und den nötigen Auftrieb erzeugt.
ACS Applied Materials and Interfaces, doi: 10.1021/acsami.9b15540
