Плавучий титан
Команда исследователей из австралийского университета RMIT разработала материал, который они называют «плавучим металлополимерным метаматериалом с открытоячеистой решетчатой структурой». Основой послужил титан, который в виде сплава с высокой коррозийной стойкостью Ti-6Al-4V плавать никак не может – он в 4 раза плотнее воды. Из такого сплава можно делать устойчивые к ветрам и штормам стационарные морские конструкции, но теперь ученые еще и научили его плавать.
Заставить плавать неплавающий материал очень просто — по закону Архимеда. Надо изготовить из него объемную тонкостенную конструкцию, вес которой будет меньше веса вытесняемой ею воды. Но в данном случае подход не работает – любая пробоина приводит к тому, что вода начинает заполнять внутренний объем, конструкция тяжелеет и тонет. А из титана как раз и хотят делать объекты для работы под предельными нагрузками, для которых значительная деформация будет неизменной частью обычной эксплуатации.
Плавучий титан
Ученые напечатали из титана при помощи запекания металлического порошка лазером сложную конструкцию – это кубик из трубок со стенками толщиной всего 0,2 мм и внутренними каналами диаметром от 2,5 до 4 мм. Внутрь трубок закачали расширяющуюся полиуретановую пену, которая заполнила все пространство. Так получился тот самый метаматериал: титан, полиуретан, плюс пузырьки воздуха в пене образуют единое целое. Важный момент – вода свободно проходит через эту конструкцию, но не может попасть внутрь трубок. На испытаниях новый материал показал прекрасную плавучесть и в пресной, и в соленой воде. Затем кубик стали ломать и возвращать в воду – даже после образования глубоких трещин и частичного разрушения плавучесть сохранялась. Она исчезла только когда кубик смяли настолько, что его объем почти исчез – получившийся комок титана вновь стал тяжелее воды. То есть, если изготовить что-то из такого материала, оно выйдет из строя задолго до того, как начнет тонуть, и можно будет успеть принять меры.
