RMIT 的工程师们创造了一种 3D 打印的钛材料，即使遭受严重损坏也能漂浮在水中，这种材料有望用于建造码头、浮标和海洋传感器。
金属晶格比水轻，但通常会下沉，因为水会渗入其空心孔隙中。RMIT团队打印了空心钛合金支架，并仅在这些管状结构中填充聚氨酯泡沫，这样水仍然可以流过该结构，而泡沫则能使其保持浮力。
乔丹·诺罗尼亚手持一块漂浮钛晶格样品。（图片来源：Sara Tan/RMIT）
“虽然金属晶格可以非常轻，密度不到水的十分之一，但它们开放且相互连通的空间会让水渗入，导致它们下沉，”皇家墨尔本理工大学增材制造中心首席研究员乔丹·诺罗尼亚说。“这使得这些坚固轻便的结构此前一直不适用于海洋基础设施。”
样品在淡水中漂浮了两个多月。在相同的整体密度下，这种晶格结构的强度比用于船用设备的普通不锈钢或高密度聚乙烯高出70%。在菲利普港湾海水中浸泡两周后，其质量损失了0.15%，强度损失不到1%。即使出现裂缝、连接处失效或晶格层断裂，它仍然保持漂浮状态，只有在被压碎后才会下沉。
钛合金晶格在填充聚氨酯泡沫前后的横截面图。（图片来源：Sara Tan/RMIT）
该团队还定义了骨架密度，这一指标仅计算钛合金壁和密封的泡沫填充通道的密度，而不包括水可以占据的开放空间。他们表示，如果该数值低于周围液体的密度，即使水流过所有外部开口，部件也应该能够漂浮。
“我们只用聚氨酯泡沫填充空心钛合金支柱，从而创造了一种结构，即使在出现严重裂缝和损坏后，水也能从中流过，同时仍能保持浮力，”诺罗尼亚说。
用于海水池试验的3D打印浮标。（图片来源：Sara Tan/RMIT）
一个打印的浮标在倾斜角度高达 45 度的湍流海水槽中保持稳定，且没有密封外壳、涂层或额外的浮力装置。这项研究由皇家墨尔本理工大学 (RMIT) 与法国国立工艺学院 (Conservatoire National des Arts et Métiers) 合作完成，并得到了澳大利亚研究理事会和 RMIT 工程学院的支持。论文《突破水面：浮力金属-聚合物开孔混合晶格超材料》(Breaking the surface: buoyant metal-polymer open-cell hybrid lattice metamaterials) 发表于《先进材料》(Advanced Materials) 期刊。
来源：rmit.edu.au
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