Инженеры создали сверхпрочный титан, способный плавать
Новый материал может пригодиться для морской инфраструктуры и другой техники, где одновременно нужны легкость, прочность и способность сохранять плавучесть после повреждений.
Администратор
Испытания показали, что при одинаковой общей плотности новая конструкция на 70% прочнее нержавеющей стали и полиэтилена высокой плотности, которые применяются в морских сооружениях.
Материал также проверили в натуральной морской воде из залива Порт-Филлип в Мельбурне. После двух недель погружения его масса уменьшилась всего на 0,15%, а прочность снизилась менее чем на 1%.
Еще более необычным результатом стала устойчивость к повреждениям. Даже после появления трещин, разрушения отдельных соединений и поломки целого слоя решетки образцы продолжали держаться на воде. Материал тонул только после сильного сдавливания, когда его конструкция практически полностью разрушалась.
Прототип проверили в морской воде«Маленькие герметичные ячейки внутри пены удерживают газ и не дают воде заполнить полые элементы. Пена действует как распределенный барьер, благодаря которому конструкция остается на плаву после повреждения», — объяснил Норонья.
Работоспособность технологии показали на прототипе буя, изготовленном с помощью 3D-печати. В испытательном резервуаре с морской водой конструкция сохраняла устойчивость даже при наклоне и вращении емкости на 45 градусов. Для этого не потребовались герметичный корпус, защитное покрытие или дополнительный плавучий элемент.
Для проектирования таких материалов исследователи также предложили новый показатель — «скелетную плотность». Он учитывает только те части конструкции, которые не могут быть заняты водой. Если их плотность ниже плотности окружающей жидкости, решетка должна оставаться на плаву.
«Это дает инженерам простое правило проектирования», — отметил Норонья.
Авторы работы планируют увеличить размеры деталей и проверить материал в более длительных испытаниях, в том числе в условиях открытого моря и на больших глубинах.
При этом технология может оказаться полезной не только на воде. Руководитель проекта Ма Цянь считает, что, меняя материал внутри титанового каркаса, конструкцию можно адаптировать для поглощения энергии, управления теплом и снижения вибраций.
Охлаждение от тепла: создана холодильная система без электричества
Лунный грунт состарили на 15 000 лет за четыре часа — вот зачем
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX
