Команда ученых из RMIT в Австралии представила материал, который получил название «плавучий металлополимерный метаматериал с открытоячеистой решетчатой структурой». Основой этого материала стал титан в форме сплава Ti-6Al-4V, который обычно не может плавать из-за своей плотности, в четыре раза превышающей плотность воды. Тем не менее, исследователи нашли способ, как использовать этот сплав для создания устойчивых к неблагоприятным условиям морских конструкций.
Создание плавучего объекта из неплавающего материала возможно по принципу Архимеда. Для этого необходимо изготовить легкую объемную конструкцию, которая будет весить меньше вытесняемой воды. Однако в данном случае это правило не совсем применимо: даже небольшая пробоина может привести к тому, что вода начнет заполнять внутреннее пространство, и конструкция потеряет плавучесть. Тем не менее, титан используется для производства объектов, работающих под большими нагрузками, где значительная деформация является нормой.
Для создания нового метаматериала ученые использовали метод лазерного запекания металлического порошка, который позволил получить сложную конструкцию из титановых трубок толщиной всего 0,2 мм с внутренними каналами диаметром от 2,5 до 4 мм. Внутри трубок была закачана расширяющаяся полиуретановая пена, заполнившая все доступное пространство. Таким образом, титан, полиуретан и пузырьки воздуха объединились в одно целое. Важно отметить, что вода может свободно проходить через конструкцию, но не проникает внутрь трубок.
На испытаниях новый материал продемонстрировал отличную плавучесть как в пресной, так и в соленой воде. Исследователи также проводили тесты на прочность, ломая кубик и возвращая его в воду. Даже при образовании трещин и частичном разрушении плавучесть сохранялась. Она исчезла лишь в том случае, когда кубик был смят до такого состояния, что его объем значительно уменьшился, и он вновь стал тяжелее воды. Это означает, что изделия из такого материала будут выходить из строя значительно раньше, чем начнут тонуть, что дает возможность принять меры для их спасения.
