Ett flytande ogräs som täpper till vattendrag runt om i världen har minst en förlösande funktion:Det är inspirerat till en högteknologisk vattentät beläggning avsedd för båtar och ubåtar.

Den brasilianska ormbunken Salvinia molesta har spridit sig runt Amerika och Australien delvis eftersom dess yta är prickad med konstigt formade hårstrån som fångar luft, minska friktionen, och hjälpa växten att hålla sig flytande.

I 1 november -numret av Journal of Colloid and Interface Science, Ingenjörer från Ohio State University beskriver hur de återskapade strukturen, som liknar en matta av små äggslagare-formade fibrer. Plastbeläggningen de skapade i laboratoriet är mjuk och plysch, som en mikroskopisk shagmatta.

I naturen, luftfickor fångade vid foten av Salvinias hårstrån minskar friktionen i vattnet och hjälper växten att flyta, medan ett klibbigt område vid äggslagarnas spetsar fastnar lätt vid vattnet, ger stabilitet.

Det är kombinationen av hala och klibbiga ytor som gör strukturen så speciell, sa Bharat Bhushan, Ohio Eminent Scholar och Howard D. Winbigler professor i maskinteknik vid Ohio State.

"Salvinia -bladet är en fantastisk hybridstruktur. Hårens sidor är hydrofoba - i naturen, de är täckta med vax - vilket förhindrar att vatten vidrör bladen och fångar luft under äggslagarens form högst upp. Den fångade luften ger växten flytkraft, " han sa.

"Men hårets toppar är hydrofila. De håller sig till vattnet bara en liten bit, som håller växten stabil på vattenytan. "

I tester, beläggningen utfördes precis som Salvinia -hårstrån gör i naturen. Baserna på hårstrån var hala, medan hårspetsarna var klibbiga. Vattendroppar trängde inte in mellan hårstrån, men fastnade istället vid topparna på äggslagarstrukturerna-även när beläggningsprovet vändes på sidan till en 90-graders vertikal.

Med kommersiell utveckling, beläggningen kan minska drag och öka flytkraft och stabilitet på båtar och ubåtar, Sa Bhushan.

Bhushan och masterstudenten Jams Hunt jämförde klibbigheten i deras plastbeläggning med klibbigheten i det naturliga Salvinia -bladet med hjälp av ett atomkraftmikroskop. De två ytorna fungerade nästan identiskt, med plastbeläggningen som genererar en vidhäftningskraft på 201 nanoNewtons (miljarddels Newton) och bladet som genererar 207 nanoNewton.

Det är en mycket liten kraft jämfört med välkända lim som transparent tejp eller till och med maskeringstejp. Men vidhäftningen liknar den på en annan naturlig yta som studerats av Bhushan och andra forskare:geckofötter.

"Jag har studerat geckofötterna, som är klibbiga, och lotusbladet, som är halt, "Sa Bhushan." Salvinia kombinerar aspekter av båda. "

Bhushan utvecklar biomimetiska strukturer - konstgjorda strukturer som skapats i laboratoriet för att efterlikna strukturer som finns i naturen. Gecko fötterna inspirerade honom att undersöka en flyttbar, "smart" lim, och lotusbladet inspirerade tanken på glas som stöter bort vatten och smuts.

Han kom för att studera Salvinia genom en kollega i universitetets biologiska vetenskapshus, som tillhandahållit prover av växten för studien.

Salvinia molesta, även känd som gigantisk salvinia, är infödd i Brasilien, och är en populär växt för hemakvarier och dekorativa dammar runt om i världen. Det behöver ingen smuts, men lever enbart i vattnet - även rörligt vatten som floder och sjöar.

Vid något tillfälle, den rejäla växten flydde från människors hem till naturen. Nu har det spridit sig till kommersiella vattenvägar i Nordamerika, Sydamerika, och Australien, där det har blivit en invasiv art.

Medan anläggningen är till besvär för fartyg idag, det kan i slutändan ge en fördel om en kommersiell beläggning baserad på dess struktur blir tillgänglig. Bhushan har inga planer på att kommersialisera det själv, fastän.

"Med denna studie, vi har fått djup inblick i ett mycket enkelt koncept [hur Salvinia -bladet fungerar]. Det är där det är roligt, "sa han." Dessutom, Jag har redan gått vidare till att studera hajskinn. "