Lietuvą sukausčiusi speigo banga dar kartą priminė, kokia pažeidžiama gali būti mums įprasta infrastruktūra susidūrusi su ekstremaliomis gamtos jėgomis. Kol šalies energetikai kovoja su šalčio padariniais ir bando atkurti elektros tiekimą tūkstančiams vartotojų, pasaulio mokslininkai ieško būdų, kaip paversti atšiauriausias gamtos sąlygas energijos šaltiniu, kurdami neįtikėtino atsparumo medžiagas.
Šaltis negailestingas elektros tinklams
Pastarosiomis dienomis spaudęs šaltis tapo rimtu išbandymu Lietuvos skirstomiesiems tinklams. ESO duomenimis, be elektros liko tūkstančiai šalies gyventojų, o gedimų geografija apima beveik visą Lietuvą. Situacija ypač sudėtinga Alytaus regione, kur elektros neturi daugiau nei tūkstantis vartotojų, panaši padėtis fiksuojama ir Kauno apskrityje.
ESO atstovė spaudai Rasa Juodkienė detalizavo situaciją ir kituose regionuose: Vilniaus apskrityje fiksuojama kiek mažiau nei 1 500 gedimų, Klaipėdoje be šviesos liko apie 300, Panevėžyje – apie 200, o Šiaulių bei Utenos regionuose – po šimtą vartotojų. Remiantis bendrovės žemėlapiu, sutrikimai taip pat palietė Visagino, Ukmergės bei Joniškio rajonus.
Pagrindinė šių gedimų priežastis – elementari fizika. Pasak R. Juodkienės, oro linijų laidai neatlaiko staigaus temperatūros kritimo. Veikiamas speigo metalas traukiasi, laidų įtempimas didėja, kol galiausiai jie tiesiog trūksta. Tai akivaizdus pavyzdys, kaip ekstremalios aplinkos sąlygos gali parklupdyti tradicines inžinerines sistemas.
Mokslininkų atsakas stichijoms
Kol Lietuvoje bandoma suvaldyti šalčio padarinius, Ročesterio universiteto (JAV) mokslininkai žengė žingsnį į priekį kurdami technologijas, galinčias veikti itin agresyvioje aplinkoje. Jų taikinys – vandenynai, kurie, pasak tyrimui vadovavusio optikos ir fizikos profesoriaus Chunlei Guo, vis dar yra milžiniškas, bet neišnaudotas išteklius.
Mokslininkų komanda sukūrė unikalią aliuminio konstrukciją, kuri išlieka plūduriuojanti net ir patyrusi rimtų pažeidimų. Nors aliuminis yra vienas lengviausių metalų, jis vis tiek beveik tris kartus tankesnis už vandenį, todėl įprastomis sąlygomis skęsta. Tačiau tyrėjų sukurtas metodas leidžia metalinėms konstrukcijoms išsilaikyti vandens paviršiuje, net jei jos yra peršautos ar pradurtos.
Šis išradimas atveria kelią naujos kartos plūduriuojančioms platformoms, kurios galėtų generuoti energiją iš vandenyno bangavimo – nuolatinio ir galingo gamtos reiškinio.
Įkvėpimo sėmėsi iš gamtos
Technologijos paslaptis slypi vadinamajame superhidrofobiškume – savybėje, kurią gamtoje naudoja kai kurie gyvūnai. Pavyzdžiui, vandeniniai vorai ar ugninės skruzdėlės geba išnaudoti vandens paviršiaus įtempimą, kad sulaikytų oro burbuliukus. Skruzdėlės potvynio metu susikabina į plūduriuojančius plaustus, o vorai po vandeniu kvėpuoja oro burbule.
Pritaikę šį principą, Ročesterio mokslininkai cheminiu būdu išėsdino aliuminio paviršių, sukurdami mikroskopinius įdubimus. Dėl vandens paviršiaus įtempimo lašeliai negali patekti į šias mikroįdubas ir akimirksniu nuslysta, palikdami paviršių visiškai sausą.
Tyrėjai sukonstravo maždaug pusės centimetro skersmens vamzdelius su vidine pertvara. Net panardinus juos į vandenį, viduje įstrigęs oras neleidžia konstrukcijai skęsti. Profesorius Ch. Guo pabrėžia, kad sistema yra itin stabili – atlikti bandymai parodė, jog vamzdeliai išlieka plūduriuojantys net po grubaus mechaninio poveikio.
Ateities perspektyvos
Ši technologija gali sukelti proveržį inžinerijoje. Bochumo Rūro universiteto (Vokietija) profesorius Andreas Ostendorf, nors ir nedalyvavęs tyrime, šį atradimą vadina intriguojančiu. Pasak jo, inžinieriai nuolat ieško tokių „ardomųjų“ idėjų, kurios gali iš esmės pakeisti nusistovėjusias taisykles.
Svarbu ir tai, kad naujoji medžiaga pasižymi ilgaamžiškumu. Bandymai parodė, jog dėl vandenį atstumiančių savybių vamzdelių vidus nerūdija, ten nesiveisia dumbliai, kas ypač aktualu kuriant įrenginius, skirtus darbui sūriame jūros vandenyje.
Nors kol kas kalbama apie energijos gavybą iš vandenynų, pritaikymo galimybės gali būti pačios įvairiausios – nuo neskęstančių laivų konstrukcijų iki paprasčiausių, bet amžinai plūduriuojančių krėslų baseinams. Akivaizdu viena: kol senoji infrastruktūra braška nuo šalčio, naujosios medžiagų technologijos žada atsparesnę ateitį.