Suyun altında aylarca kuru kalabilecek bir madde düşünün! İşte Northwestern Üniversitesi’nden bilim insanları suyun altında aylarca kuru kalabilecek hidrofobik bir yüzey ürettiler. Su böceklerinin, suyun yüzeyinde yürüyebilmelerinin en büyük kaynağı, ayaklarında bulunan ufak su itici kılların yüzeye değmesidir. Bu kıllar aynı diken başı gibi davranarak, materyal yüzeyi ve bu kıllar arasında hava kabarcıkları yaratarak hapseder. İşte bu hava kabarcıkları katı ve sıvı yüzey arasında bir bariyer oluşturur.
Araştırmacılar istenilen yüzeye ulaşabilmek için, pek deney gerçekleştirdi. Sudaki çözünmüş gazların ortadan kaldırıldığı farklı boyutlarda ve şekillerde yapılar denendi. Yapılan testlerin sonucunda, bazı yüzeylerin suya daldırıldıktan sonra 4 ay sonrasında bile halen kuru kaldığı gösterildi. Ayrıca gazsız sıvılarda da aynı sonucun alınması, daha önce bilinen mekanizmaların işleyişine dair sürpriz bir sonuç olarak değerlendirildi. Fikrin kökeninde su böceklerinin kuru kalabilmek için kıllarının arasında havayı hapsederek, basit bir yüzey gerilimi yaratmasına dayanıyordu. Buna rağmen bu teorinin boyut açısından bazı problemleri olduğu biliniyor.
Ekip bu teoriyi onaylamak için fiberler veya materyalin yüzeyi mikrondan büyük olduğunda, kabarcık bir zayıflık çiftine duyarlı olmakta. Öncelikle su buharı havanın içinde hapsolarak, yoğunlaşıyor ve balonun patlamasına neden oluyor. İkincisi, eğer böcek daha derine giderse, daha yüksek bir basınçla havayı sıkıştırıyor. Diğer taraftan, sonuç böceğin ıslanması oluyor.
Northwestern’de yapılan deneyler su böcekleri ve örümceklerinin kıllarının mikrondan daha küçük vadiler yarattığı gösterildi. Bu sayede ekibin modellemelerine uygun bir şekilde gaz hapsoluyor. İçerdeki hava su buharlaşması ve daha fazla buhar üretimiyle destekleniyor. Böylece durum dengelenerek, yoğunlaşma ve ek buhar dengelenerek; kabarcık basınç altında patlamıyor.
Bu sayede yapılacak özel hidrofobik kaplamalarla gemilerin yüzeylerine tutunan deniz canlıları engellenebilir ya da su borularındaki akış hızı arttırılabilir.
Makale Scientific Reports’da yayınlandı.
Çevirim daha önce LiderlerVadisi.com‘da yayınlandı.
Kaynak: Northwestern University
