کاهش مصرف سوخت کشتی های بزرگ با پروانه هایی از جنس پوست دلفین

پژوهشگران چینی با الهام از پوست دلفین، ماده پوششی ساخته اند که می تواند نوید بخش کاهش مصرف سوخت و انتشار گازهای گاخانه ای در کشتی های باری بزرگ باشد.

به گزارش تین نیوز به نقل از بازار، بیش از یک قرن است که دانشمندان و مهندسان سعی دارند از دلفین به عنوان مدلی برای ساخت کشتی های آبی سریع و قابل مانور الهام بگیرند. علاوه بر این وقتی این حیوان می تواند به راحتی از میان آب بلغزد و به هوا بپرد و گویی برایش مهم نیست که در کدام محیط باشد، هدف بسیار خوبی برای تقلید است.

مشکل اینجاست که یک دلفین نباید چنین توانایی داشته باشد. کشش بیش از حد است و ماهیچه های دلفین تقریبا معادل یک انسان ورزشکار قوی است، بنابراین این حیوان نباید بتواند به به چنین سرعتی که نشان می دهد برسد. تا جنگ جهانی دوم، این پدیده متناقض (پارادوکس) به «پارادوکس گَری» معروف بود.

سپس مهندسان به چیزهای دیگری توجه کردند. مثلا، در مشاهده شنای شبانه فوک ها و دلفین ها در دریای فلورسنت، دریافتند تکه های پلانکتون روشن در هرج و مرج متلاطم در اطراف فوک ها حرکت می کنند، در حالی همین پلانکتون ها در خطوط مستقیم روی دلفین ها می لغزند. پس پوست خاص و منحصر به فرد دلفین چنین خاصیتی به آنها می دهد.

به زبان ساده، پوست دلفین دارای ریزساختار انعطاف پذیری است که همراه با ترشحات مخاطی، می تواند خود را در حالی که باله با سرعت های مختلف حرکت می کند، تغییر دهد. در سرعت های بالا، پوست لایه بسیار نازکی از تلاطم ایجاد می کند. این لایه تقریبا بدون اصطکاک است و به آب اطراف دلفین اجازه می دهد تا به سادگی در جریانی که به آن جریان هموار آبگونه می گویند، سر بخورد.

امروزه جریان هموار آبگونه هم در شناورها و هم در هواپیماها به عنوان وسیله ای برای کاهش کشش و افزایش سرعت استفاده می شود.

اکنون دانشمندان موسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو (NIMTE) پوششی به نام «پوست دلفین بیونیک» ابداع و آن را روی یک پروانه معمولی اعمال کردند. این پوشش دقیقا شبیه پوست دلفین که بسیار پیچیده تر است، نیست. اما از مواد سطحی دینامیکی شبه مایع و یک ریزساختار انعطاف پذیر با اندازه بین ۰.۱ تا ۰.۲ میلی متر ساخته شده است. این امر نیروی برشی با آب را کاهش می دهد و بازدهی پروانه را بهبود می بخشد.

موسسه NIMTE با همکاری یک شرکت حمل و نقل نفت خام، پروانه های یک کشتی خیلی بزرگ با ظرفیت ۳۰۰ هزار تن نفت را به پوشش پوست دلفین بیونیک مجهز کردند.

در سفرهای آزمایشی بیش از ۲۰۰ روز که بیش از ۳۵۰۰۰ مایل دریایی (۶۵۰۰۰ کیلومتر) بین بنادر ساحلی چین و بنادر اصلی خاورمیانه را پوشش می دادند، این پروانه ها دو درصد صرفه جویی در مصرف سوخت برای حامل نفت خام به ارمغان آوردند.

محققان تخمین می زنند که قرار دادن پوست دلفین بیونیک روی یک ملخ ۲۰ هزار دلار هزینه دارد که باعث صرفه جویی در هزینه بیش از ۱۴۰ هزار دلاری در سال و در عین حال کاهش انتشار CO۲ تا بیش از ۹۰۰ تن می شود.