اختراق علمي ثوري: تطوير معدن يجعل السفن شبه مستحيلة الغرق

مقدمة: هل انتهى عصر السفن الغارقة؟

لطالما كان غرق السفن كابوساً يطارد البشرية منذ قرون، ولكن يبدو أن العلم قد وجد أخيراً حلاً جذرياً لهذه المعضلة. في خطوة غير مسبوقة، نجح فريق من الباحثين في تطوير هيكل معدني جديد يمتلك خاصية فريدة تجعله يرفض الغرق، حتى لو تعرض لأضرار جسيمة أو ثقوب متعددة.

الإلهام من الطبيعة: العناكب والنمل

لم يأتِ هذا الابتكار من العدم، بل كان نتاج مراقبة دقيقة للطبيعة. استلهم العلماء، وتحديداً فريق من جامعة روتشستر، هذه التقنية من عناكب الجرس الغواص (Diving Bell Spiders) والنمل الناري. تستطيع هذه الكائنات البقاء جافة أو طافية تحت الماء أو فوقه عن طريق حبس الهواء داخل شعيرات دقيقة جداً تغطي أجسادها، مما يخلق فقاعة هوائية واقية.

كيف تعمل التقنية الجديدة؟

تعتمد التقنية على استخدام الليزر الفيمتو-ثانية (Femtosecond Lasers) لنحت أنماط دقيقة للغاية على سطح المعدن بمقياس النانو والميكرو. هذه الأنماط تجعل السطح فائق الكره للماء (Superhydrophobic).

ولكن الجديد في هذا البحث هو طريقة التطبيق:

• قام الباحثون بوضع سطحين من هذا المعدن المعالج بالليزر متقابلين لبعضهما البعض.
• يتم ترك مسافة صغيرة جداً بين اللوحين لتشكيل حجرة مركزية.
• بسبب الطبيعة الكارهة للماء للأسطح الداخلية، يتم حبس فقاعة هواء دائمة بين اللوحين.

هذه الفقاعة الهوائية المحبوسة تجعل الهيكل يطفو دائماً، حتى لو تم إجبار المعدن على الغوص تحت الماء لفترات طويلة.

اختبارات قاسية ونتائج مذهلة

لإثبات فاعلية الابتكار، أجرى العلماء تجارب قاسية على المعدن:

1. تم إغراق المعدن وحبسه في قاع خزان مياه لعدة أشهر، وعند تحريره، طفا فوراً على السطح.
2. قام الباحثون بثقب الهيكل المعدني عدة مرات، ورغم دخول الماء عبر الثقوب، إلا أن الهواء المحبوس في الأجزاء السليمة المتبقية كان كافياً لإبقاء الهيكل طافياً.

مستقبل الصناعات البحرية

يحمل هذا الابتكار إمكانيات هائلة لتغيير وجه الصناعة البحرية، ومن التطبيقات المتوقعة:

• سفن غير قابلة للغرق: بناء هياكل سفن أكثر أماناً، مما يقلل بشكل كبير من الخسائر البشرية والمادية في الحوادث البحرية.
• حماية الأجهزة الإلكترونية: تطوير معدات استشعار وأجهزة إلكترونية يمكنها البقاء في المحيطات لفترات طويلة دون أن تتلف أو تغرق.
• أجهزة الطفو والإنقاذ: تحسين سترات النجاة وقوارب الإنقاذ لتكون أكثر كفاءة واستدامة.

على الرغم من أن التقنية لا تزال في مراحل التطوير والتجريب لتطبيقها على نطاق واسع، إلا أنها تمثل خطوة عملاقة نحو محيطات أكثر أماناً.

لماذا الغواصات مطلية باللون الأسود أو الرمادي؟