علماء يبتكرون سفنا تتحدى الجاذبية المائية ولن تغرق أبدا

تمكن باحثون من جامعة روتشستر الأمريكية من تطوير أنابيب معدنية لا تغرق، حتى عند تعرضها لثقوب وأضرار جسيمة، مما يقرب هذا المفهوم من التطبيق العملي أكثر من أي وقت مضى، ويجعل ابتكار سفن غير قابلة للغرق أقرب إلى الواقع.

فبعد مرور أكثر من مائة عام على كارثة تيتانيك، لا تزال فكرة السفن التي لا تغرق تحفز الأبحاث الهندسية، حيث نجح مهندسون في ابتكار أنابيب معدنية قادرة على الطفو الدائم، حتى في حال تعرضها لعدد كبير من الثقوب أو بقائها مغمورة بالمياه لفترات طويلة، ووفقا للفريق البحثي فإن هذه الأنابيب تظل طافية مهما كان حجم الضرر الذي يلحق بها.

قاد البحث تشونلي جو، أستاذ البصريات والفيزياء وكبير العلماء في مختبر طاقة الليزر بجامعة روتشستر، إذ تعتمد طريقتهم على حفر دقيق للسطح الداخلي لأنابيب الألومنيوم لإنشاء حفر مجهرية ونانوية، وبالتالي يصبح هذا السطح ذو النسيج المميز فائق الكراهية للماء، أي أنه يصد الماء بقوة ويبقى جافا.

في الوقت نفسه عند غمر أحد الأنابيب المعالجة، يحبس الغلاف الداخلي المقاوم للماء جيبا هوائيا مستقرا في الداخل ، فتمنع طبقة الهواء هذه الماء من ملء الأنبوب والتسبب في غرقه.

تحاكي هذه العملية استراتيجيات موجودة في الطبيعة. مثل عناكب الجرس الغاطسة التي تحمل فقاعات الهواء تحت الماء، أو نمل النار الذي يترابط معًا لتشكيل طوافات عائمة باستخدام أجسامها المقاومة للماء.

وكان فريق البحث قد عرض في عام 2019 أجهزة طافية تعتمد على أقراص طاردة للماء، إلا أن تلك التصاميم كانت تفقد فعاليتها عند التعرض لزوايا حادة أو ظروف بحرية قاسية.

أما التصميم الجديد القائم على الأنابيب، فيتميز ببساطته العالية واستقراره الكبير، خاصة في البيئات المضطربة المشابهة لظروف البحار والمحيطات.

ويقول جوه: "اختبرنا هذه الأنابيب في بيئات قاسية جدا لأسابيع متواصلة، ولم نلاحظ أي تراجع في قدرتها على الطفو، حتى بعد إحداث أضرار كبيرة وعدد هائل من الثقوب، استمرت في الطفو دون مشاكل".

وأكد الفريق أن هذه التقنية قابلة للتوسع، بحيث يمكنها دعم أحمال أكبر تلائم الاستخدامات الواقعية في النقل البحري والبنية التحتية البحرية.

كما درس الباحثون إمكانية استغلال هذه الطوافات العائمة في توليد الطاقة من أمواج المحيطات.

وتشير النتائج إلى أن هذه الهياكل الطافية والمتينة قد تمثل حلا جديدا وفعالا لإنتاج الكهرباء من مصادر متجددة.