Mer än ett sekel efter Titanics förlisning har ingenjörer fortfarande förhoppningar om att en dag kunna skapa ”osänkbara” fartyg.
I ett steg mot att nå detta högtflygande mål har forskare vid University of Rochester’s Institute of Optics utvecklat en ny process som gör vanliga metallrör osänkbara – vilket innebär att de kommer att flyta oavsett hur länge de tvingas ner i vattnet eller hur svårt de skadas.
Chunlei Guo, professor i optik och fysik och seniorforskare vid URochesters Laboratory for Laser Energetics, och hans team beskriver sin process för att skapa aluminiumrör med enastående flytförmåga i en studie publicerad i Advanced Functional Materials.
Genom att etsa insidan av aluminiumrören skapar forskarna mikro- och nanopit på ytan som gör den superhydrofobisk, vilket avvisar vatten och håller den torr.
När det behandlade röret kommer i kontakt med vatten fångar den superhydrofoba ytan en stabil luftbubbla inuti röret, vilket förhindrar att röret fylls med vatten och sjunker. Mekanismen liknar hur dykklockespindlar fångar en luftbubbla för att hålla sig flytande under vatten eller hur eldmyror bildar flytande flottar med sina hydrofoba kroppar.
”Det är viktigt att vi har lagt till en avdelare i mitten av röret så att även om man trycker ner det vertikalt i vattnet, förblir luftbubblan instängd inuti och röret behåller sin flytförmåga”, säger Guo.
Credit: University of Rochester / J. Adam Fenster
Guo och hans laboratorium demonstrerade först superhydrofoba flytande anordningar 2019, med två superhydrofoba skivor som förseglades ihop för att skapa flytkraft. Men den nuvarande rörkonstruktionen förenklar och förbättrar tekniken på flera viktiga områden. De skivor som forskarna tidigare utvecklat kunde förlora sin flytkraft när de vreds i extrema vinklar, men rören är motståndskraftiga mot turbulenta förhållanden som de som förekommer till havs.
”Vi testade dem i riktigt tuffa miljöer i flera veckor i sträck och fann ingen försämring av deras flytkraft”, säger Guo. ”Man kan göra stora hål i dem, och vi visade att även om man skadar rören allvarligt med så många hål man kan göra, flyter de fortfarande.”
Flera rör kan kopplas ihop för att skapa flottar som kan utgöra grunden för fartyg, bojar och flytande plattformar. I laboratorieexperiment testade teamet konstruktionen med rör av varierande längd, upp till nästan en halv meter, och Guo säger att tekniken lätt kan skalas upp till de större storlekar som behövs för bärande flytande anordningar.
Forskarna visade också hur flottar tillverkade av superhydrofoba rör kan användas för att utvinna vattenvågor för att generera elektricitet, vilket erbjuder en lovande tillämpning inom förnybar energi.
Mer information: Geometry-Enabled Recoverable Floating Superhydrophobic Metallic Tubes, Advanced Functional Materials (2026). DOI: 10.1002/adfm.202526033
