破裂也不沉，澳洲團隊開發新型鈦合金材料，解決海洋工程浮力難題
海洋基礎設備設計始終圍繞一個核心難題：材料如何在受損後依然維持浮力？澳洲皇家墨爾本理工大學團隊成功開發一種革命性鈦合金材料，即使嚴重破損，仍可屹立不搖於海面上。
傳統海洋設備（如浮標、感測器）材料多採用不鏽鋼或高密度塑膠，耐用但都無法解決受損結構依然保持漂浮的痛點。
改良方向之一是採用金屬晶格結構，如同蜂巢由相互連接的空心支柱構成，密度低於水的十分之一，既輕巧又能維持高材料強度，但這種開放互連結構設計也成為致命缺陷，由於海水能自由穿透整個框架，即使材料本身密度極低，也會因內部充滿水而失去浮力優勢。
皇家墨爾本理工大學團隊為此提出一個創新解方，利用 3D 列印製造由互連空心支柱組成的鈦金屬晶格，接著只用聚氨酯填滿支柱內部，水仍可穿過支柱之間的空間而不是被密封外殼阻擋，如此一來，當結構浸入水中，由於支柱內部已困住氣體，即使設備嚴重破裂損壞仍能提供浮力，不像傳統中空結構因單一裂縫就全面進水。
除了浮力，鈦晶格混合材料在強度上也展現驚人優勢，在相同總密度條件下，鈦晶格結構承載能力比不鏽鋼或高密度聚乙烯高出 70%。研究團隊進行了短期海水浸泡測試，新材料兩週後僅損失 0.15% 質量，強度下降不到 1%，顯示良好抗腐蝕性。
隨著氣候變遷加劇、海洋基礎監測設施需求日益增加，這種受損不沉、兼具高強度與輕量化的材料無疑深具技術潛力，其內部結構還能調整用於更廣泛領域，比如防撞緩衝、利用開放式結構進行流體冷卻、作為機械結構的阻尼元件等。
論文發表在《Advanced Materials》期刊。
（首圖來源：皇家墨爾本理工大學）