Непромокаемые технологии: что поможет остаться сухим после ливня
Летом 2023-го Москва пережила сильнейшие дожди за последние полвека. В июле прошлого года на столицу обрушились залповые ливни. Улицы превратились в реки, а в реках уровень воды увеличился на 15 сантиметров.
Какие изобретения ученые наделяют способностью выходить сухими из воды? И почему в автодетейлинге могут предложить покрыть машину лотосами? Рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Кирпич, который сохнет за пару секунд
Затопления – большая проблема и для Китая. Там в апреле этого года произошло сильнейшее за 50 лет наводнение. В одной из провинций рухнули десятки домов, еще с полсотни получили серьезные повреждения.
Инженеры Поднебесной придумали, как уменьшить ущерб после стихийных бедствий. Они создали кирпич, который через пару секунд становится абсолютно сухим. Дело в том, что он пористый и идеально пропускает воду.
"Этот кирпич не задерживает влагу, но и сам не разрушается. Он сделан из измельченных в пыль керамических отходов. Их связывают особым веществом, которое оставляет материал максимальным пористым. Разработчики не раскрывают его состав, но утверждают, что в нем нет ни пластмассы, ни цемента", – заявила архитектор Чжан Си.
Если вымостить из такого кирпича дороги, то он не будет задерживать воду, и она сразу уйдет в стоковую канализацию. А еще материал идеален для устройства так называемых "губчатых городов": когда дождевую воду собирают в резервуары и хранят для повторного использования. Дорога из таких кирпичей прямиком направит влагу в цистерны.
Получается, что вроде бы промокаемый материал, на самом деле, лучшая непромокаемая технология для строительства домов.
Непромокаемая бумага
16 января 2024 года в американском городе Ньюпорт штата Род-Айленд стихия уничтожила историю нескольких веков.
"В национальном архиве хранились сотни негативов и фотографий из истории города. А теперь все они и под водой. То, что произошло, ужасно для всех местных жителей. Ведь практически погибла наша память", – сказал журналист Кэл Ньюпорт.
А ведь ценнейший архив можно было бы промыть и высушить. Конечно, если бы материал заранее обработали удивительным японским составом, который делает бумагу непромокаемой.
Бумага похожа на пластик, но при этом она остается биоразлагаемой. Достаточно побрызгать лист спреем, в составе которого недорогие материалы – изопропиловый спирт и соединения кремния и металла.
"Контактируя с капельками влаги в воздухе, они образуют водонепроницаемую прочную пленку вокруг листа. После обработки бумагу нужно высушить при комнатной температуре. Такой состав отталкивают не только воду, но и грязь, а со временем элементы распадаются на безвредные вещества, такие как углерод, вода и кремний", – объяснил профессор кафедры математической физики Токийского университета Като Акиши.
Водонепроницаемые робособаки
Даже когда за окном ливень, курьеры спешат, чтобы доставить заказ вовремя. Им приходится преодолеть множество испытаний. Но зачем? Если привозить товары могут робособаки, которые совершенно не боятся воды.
Дело в том, что китайские инженеры защитили пса с помощью промышленной гидроизоляции. Все суставы и стыки железной собаки они обработали синтетическими смолами, которые создали бесшовный водонепроницаемый слой.
"Одной зарядки робопса хватит на два часа интенсивной работы с нагрузкой до 20 килограммов. А налегке, например в разведку, он может бежать четыре часа при любой погоде", – уточнила блогер, технический обозреватель Клео Абрам.
Но, возможно, необходимость в такой гидроизоляции скоро отпадет: от влаги материалы защитят листья лотоса. Точнее, технология, которую подсмотрели у этих растений российские разработчики.
Аэрозоль, который поможет избавиться от воды и грязи
"Эффект лотоса" давно известен миру науки – листья этого цветка буквально отталкивают воду. Дело в том, что его поверхность покрыта микроскопическими бугорками или щетинками. При такой конструкции угол в точке контакта цветка и капли воды становится больше 120 градусов. Благодаря силе поверхностного натяжения влага не растекается в лепешку, а собирается в шарик и скатывается с поверхности. Такой краевой угол смачивания называется супергидрофобным.
Прежде чем новая иномарка выйдет с конвейера на дороги, она проходит серию испытаний. Помимо краш-тестов, машину проверяют на устойчивость кузова к внешнему воздействию. Ведь лакокрасочному покрытию автомобиля предстоит выдерживать затяжные ливни, мороз и жару. А эти испытания проходят далеко не все зарубежные машины.
Но в чем связь цветка и ржавых иномарок? А в том, что ученые из Ставрополя создали аэрозоль со свойством лотоса: если распылить его на кузов автомобиля, то любая грязь и вода просто соскользнут с поверхности.
"Анализируя наши материалы, наноразмерный диоксид титана, диоксид кремния, диоксид циркония, мы обнаружили, что микроструктура поверхности этих материалов содержит такие же волоски и имеет такой же эффект гидрофобный", – поделился ассистент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета СКФУ Зафар Рехман.
Главная особенность в том, что покрыть составом можно не только металлы, но и ткань, дерево или резину. После распыления средство образует тонкую пленку, которая защитит материал.
"Мы можем при помощи кисти нанести или при помощи пульверизатора. За счет пульверизатора мы можем варьировать вязкость данного образца. После этого образец должен в течение определенного времени высохнуть – от получаса до часа, в зависимости от толщины слоя", – дополнил ассистент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета СКФУ Алексей Гвозденко.
Автодетейлинг не новинка, но в составе современных средств есть фтор. Он негативно влияет на экологию и при высокой концентрации может даже навредить человеку.
Кроме того, обычное защитное покрытие обходится недешево. Так вот, ставропольские ученые обещают, что с новым непромокаемым средством автодетейлинг станет дешевле. Получается, автомобиль выйдет сухим из любого ливня, а водитель сохранит содержимое своего кошелька.
О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.