Разработка решает одну из ключевых проблем металлических решётчатых конструкций. Несмотря на крайне низкую эффективную плотность, их открытая структура позволяет воде проникать внутрь, из-за чего конструкция теряет плавучесть. Исследователи предложили заполнять только полые титановые стойки пеной. Она удерживает газ внутри небольших ячеек и не дает поврежденным элементам быстро затапливаться.
Для оценки плавучести команда ввела новый параметр — «плотность скелета». В отличие от традиционного расчета, он учитывает только материал конструкции и герметичные заполненные пеной каналы, не включая пространство, которое может занимать вода. Если плотность скелета ниже плотности окружающей жидкости, решётка должна сохранять плавучесть даже при свободном прохождении воды через внешние отверстия.
Испытания показали высокую прочность и коррозионную стойкость материала. При одинаковой общей плотности титановая решётка оказалась примерно на 70% прочнее конструкций из нержавеющей стали или полиэтилена высокой плотности, применяемых в морской инфраструктуре. После двух недель воздействия природной морской воды из залива Порт-Филлип масса образцов уменьшилась лишь на 0,15%, а прочность снизилась менее чем на 1%.
При этом конструкция сохраняла плавучесть после значительных повреждений, включая разрушение соединений и целого слоя решётки. Затопление происходило только после сильного механического сжатия и уплотнения структуры.
Возможности технологии исследователи продемонстрировали на прототипе морского буя. Он сохранял устойчивость в турбулентном резервуаре с морской водой при наклоне до 45 градусов и не требовал герметичной внешней оболочки или дополнительного плавучего элемента.
Авторы рассматривают применение материала не только в буях, но и в других объектах морской инфраструктуры — от плавающих датчиков до конструкций, где важны одновременно малая масса, прочность и устойчивость к повреждениям. Изменяя материал наполнителя, такую архитектуру также можно адаптировать для поглощения энергии, терморегулирования и подавления вибраций.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.
Источник: https://techxplore.com/news/2026-09-world-titanium.html
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
