Lodě, které proplují vodou suché

• | Tisk |

Podrobnosti

Vytvořeno 24. červen 2010

Napsal Vlasta Stancová

Nákladní lodě jsou velcí „žrouti“ paliva. Voda jim klade takový odpor, že na jeho překonání padne celá polovina pohonných hmot. Udělat přítrž takovému plýtvání se rozhodli materiáloví inženýři ze tří německých univerzit. Díky inovovanému povrchu lodí dokážou ušetřit až 10 % paliva. Ačkoli se to nezdá, je to vylepšení ohromného rozsahu - podle profesora Barthlotta by se touto cestou mohlo ušetřit jedno procento z celosvětové spotřeby paliva. 

Revoluce ve stavbě lodí

Tajemstvím úspěchu je konstrukce trupu lodi se sníženým třením. Vědci se nechali inspirovat u vodní kapradiny, která extrémně odpuzuje vodu. Taková vlastnost se označuje jako hydrofobicita.

Jestliže je vodní kapradina salvinia molesta neboli nepukalka obtížná ponořena a následně vytáhnuta z kapaliny, zůstává suchá.

„Povrchy modelované podle této rostliny by mohly způsobit revoluci ve stavbě lodí,“ věří profesor Alfred Leder z University of Rostock.

Nepukalka obtížná je kapradina žijící na vodě. (Autor: Eric Guinther, Zdroj: Wikipedia)

Jak se ponořit a zůstat suchý

Jak to rostlinka dělá, objasňují vědci v časopise  Advanced Materials. Je stále obklopena tenkou vrstvičkou vzduchu. Za to vděčí jemným vláskům, odpuzujícím vodu, které pokrývají její povrch. Chrání tak rostlinu před kontaktem s tekutinou a udržují ji v uctivé vzdálenosti.

Zajímavostí je, že nejvzdálenější špičky vlásků jsou naopak silně hydrofilní. Díky nim se kapradina ponoří do okolní tekutiny. I po několikatýdenním potopení však zůstává nepukalka po vynoření suchá. Taková vlastnost se označuje jako „superhydrofobní“.

Detail chloupků nepukalky. Je silně hydrofobní díky tomu, že konce jejích chloupků jsou naopak silně hydrofilní. (Zdroj: Časopis Advanced Materials, John Wiley & Sons, Inc.)

Rychle schnoucí plavky

Superhydrofobní povrchy inspirované přírodou najdou pravděpodobně nejzásadnější uplatnění v lodní dopravě, ale existují i jiné zajímavé aplikace. Co takhle rychle schnoucí plavky nebo nepromokavé oblečení? Ano, i na nich se už pracuje.

„Objev tzv. „salvinia efektu“ je po rozluštění nesmáčivosti lotosových listů před dvaceti lety jedním z nejvýznamnějších nových objevů v bionice,“ řekl profesor Thomas Schimmel z University of Karlsruhe.

Zdroje:

• Bionic Coating Helps Ships to Economise on Fuel. University of Bonn [on-line] <http://www3.uni-bonn.de/>
• Tiny Hydrophobic Water Ferns Could Help Ships Economize on Fuel. ScienceDaily [on-line] <http://www.sciencedaily.com>
• BARTHLOTT, Wilhelm; SCHIMMEL, Thomas; WIERSCH, Sabine; BREDE, Martin; BARCZEWSKI, Matthias, WALHEIM, Stefan; WEIS, Aaron; KALTENMAIER, Anke; LEDER, Alfred; BOHN, Holger F. The Salvinia Paradox: Superhydrophobic Surfaces with Hydrophilic Pins for Air Retention Under Water. Advanced Materials, 2010, Volume 22, Issue 21, Pages 2325 – 2328.