汲取百年泰坦尼克号教训，工程师研发永不沉没金属

研究人员表示，这种超疏水金属管能内部锁定稳定气泡，使其在类似海洋的恶劣条件下仍可靠漂浮。

1912年4月泰坦尼克号沉没113年后，"永不沉没的船舶"这一构想仍激发着工程师的想象力。如今美国研究人员宣布，他们已向这个目标迈出实质性一步。

近日，罗切斯特大学团队报告了一种让普通铝管实现永久漂浮的新方法——即使遭受严重损坏并长时间浸没仍能保持浮力。研究人员称，该技术最终可能支撑船舶、浮标、浮动平台乃至可再生能源系统的新设计。

永不沉没的激光处理金属

该研究由光学与物理学教授、激光能量实验室高级科学家郭春雷领衔。团队以铝管这种简单结构为研究对象：普通铝管一旦进水就会沉没。为改变这一特性，他们在铝管内表面采用激光蚀刻工艺，形成微米级和纳米级凹坑结构，使金属表面具备超疏水性，即强烈排斥水分且浸没时保持干燥。

经处理的铝管入水后，内部会锁住稳定的空气层。这层空气阻隔水分填充管道，使其无论浸没多久都能保持浮力。

源于自然的储气灵感

这种漂浮机制借鉴了自然界的智慧：潜水钟蜘蛛通过锁住气泡在水下生存，火蚁在洪灾时则利用疏水身体联结成漂浮筏。罗切斯特团队增加了关键设计提升可靠性——在每根管道中央设置隔板以稳定气泡层。郭春雷解释："即便将管道垂直压入水中，气泡仍能保持锁定状态，确保漂浮能力。"该设计能防止气泡在突然移动或方向改变时逃逸。

恶劣环境中的卓越表现

郭春雷实验室2019年曾演示超疏水漂浮装置，当时采用双处理圆盘密封设计。虽然有效，但圆盘系统在极端倾斜角度可能失稳。新型管道设计解决了这个问题：即使在类似汹涌海况的湍流中仍能保持浮力。郭春雷补充："我们在严苛环境中进行了数周测试，未发现浮力衰减。即使凿出大量孔洞，管道依旧漂浮。"这种抗损伤特性使其具备实际海洋应用价值。

从漂浮筏到波浪发电

研究团队证明多根管道可联结成大型漂浮结构。实验室测试中使用的管道长度接近50厘米，郭春雷表示该技术可扩展至适合承重平台的更大尺寸。这种联结结构可作为船舶、浮动码头或海洋浮标的基础。除交通与基础设施领域外，研究人员还探索了能源应用：由超疏水管组成的漂浮筏可随波浪运动，通过驱动发电机实现海洋可再生能源发电。

该研究已发表于《先进功能材料》期刊。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！