将漏水的铜网变成小船----超级浮力材料_创新设计与发明专利_百度空间
             用漏水的网造船,能浮起来吗?哈尔滨工业大学副教授潘钦敏用铜网制成了一艘火柴盒大小的网状小船,它不但不会进水下沉,反而有着惊人的浮力,还可以承载一定的重物,可谓“铜网恢恢,疏而不漏”。近日,美国化学会期刊《应用材料与界面》刊发了潘钦敏的这一研究成果,并向公众推荐说该成果有着许多潜在用途。

  《北京科技报》:您是如何将漏水的铜网变成小船的?

  潘钦敏:铜网漏水,这是公认的事实,我们只是借助自然界中水蜘蛛、水黾等生物可以在水面自由走动而不会沉没的现象,完成了一个实验。

  我们将孔隙约为1毫米的铜网制成火柴盒大小8立方厘米的微型网状船,并将其置于硝酸银等溶液中,之后再放入水里,小船浮在了水面上。通常情况下,同样大小的船的承载量是8克,而用铜网制成的小船最多能承载13-14克左右的重物,可以在上面放4、5个1角硬币。

  早在2003年,就有科学家发现,水蜘蛛等小昆虫之所以能在水面自由行走而不溺水,根本原因是在于其腿部的一种特殊结构,即微纳米结构。这种结构使得它的腿周围被一层空气垫环绕,因此腿部不会被水打湿,从而保证了水蜘蛛具有“水上漂”的能力。

  《北京科技报》:为什么要先把铜网放入硝酸银溶液?

  潘钦敏:将铜网浸入硝酸银等溶液,会发生置换反应,铜网小船的表面会被“罩”上一层特殊结构,从而让小船与水之间形成一个空气层。正是因为这个空气层,铜网小船才有了浮力。

  《北京科技报》:您所讲述的试验过程似乎比较简单,实际的研究是否也一帆风顺?

  潘钦敏:我们用几个月的时间,完成了整个试验。虽然试验的结论和现象得到了众多专家的认可,但如何从理论上将其解释清楚,成了{zd0}的难题。

  针对产生这一现象的原因,化学家们和物理学家们提出了不同的观点。有的专家认为,是因为铜网船的表面存在一空气层;而另有专家认为,是铜网的孔和水之间存在表面张力所致。为了弄清这种现象,我们用了一年多的时间。{zh1},我们提出了让审稿人比较接受的一个解释:铜网表面吸附了一层空气,一方面隔绝了船体和水,使它们没有直接接触,另一方面空气层的存在增加了船排水的体积,使浮力有所增加。

  《北京科技报》:根据您的研究,将来船是不是都有可能变成网状?

  潘钦敏:这项技术有望应用到军事、交通等多领域。该研究可以有效增加微型船的浮力,减少水中的阻力,提高水上交通工具的速度。

  例如,在鱼雷表面应用这种技术可望提高其在水中的运行速度;也可以将这一技术应用于水上机器人,美国麻省理工大学在制造一些微型水上机器人时,也用到和这个性质相关的材料。在微型环境监测器、船舶等方面应用这项技术可以大幅度减少材料在水甚至空气中的运动阻力。



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