Napodobíme vodoměrky

Příspěvek jste mohli slyšet v magazínu Nula-jednička. Další témata: Tokamak Golem, Futurologické okénko: když se nezálohuje..., Globální oteplování a neplatná hypotéza, Četba - A. Skopal: Petrilektikum.

Z vlastní zkušenosti víte, jak celistvé kapky vody poslušně stékají z povrchu jakoby "navoskovaných" květů, jak se drží na housenkách s drsnějším povrchem, jak se ve vodě nesmočí některé druhy hmyzu. Vodoměrky dokonce snadno běhají po vodní hladině a jejich nohy přitom unesou až patnáctinásobek toho, kolik samy váží. Tyto přírodní jevy ale dlouho zůstávaly bez přesnějšího vysvětlení. Nyní se na ně zaměřili vědci z americké Nebraské univerzity v Lincolnu a japonského ústavu RIKEN. Pokud pochopíme podstatu těchto jevů, tzv. superhydrofobii, budeme moci vyrábět materiály či povrchy podobných vlastností.

Zjistilo se, že superhydrofobní vlastnosti může mít povrch, vytvořený ze dvou vrstev. Na základní hydrofobní vrstvu se přidá vrstva s mikroskopickými vlasovitými strukturami, které mohou obsahovat ještě menší členité detaily. Výsledkem je natolik zvětšený povrch, že při překročení jisté hranice je znemožněno kapce vody prasknout a dostat se "dovnitř". Pomocí rychlého superpočítače bylo vyzkoušeno mnoho variant a kombinací prostorových parametrů a jejich poměrů, ať už jde o padající kapky nebo o pilířovité struktury vodovzdorného materiálu. Tyto poznatky lze využít např. při vývoji samoomyvatelných povrchů a mikrostrojů nebo při stavbě mikrorobotů kráčejících po vodě.

Japonský ústav RIKEN disponuje speciálním superpočítačem pro fyzikálně-molekulární výpočty - MDGRAPE - 3. Ten překonal petaflopovou hranici už v červnu 2006, ale protože je hardwarově speciální a nelze na něm spustit klasický test LINPACK, do oficiálního žebříčku Top500 se nedostal.