ابتكار مادة تيتانيوم مطبوعة ثلاثياً تطفو على الماء حتى بعد تعرضها لأضرار جسيمة

طوّر مهندسون أستراليون بمعهد ملبورن الملكي للتكنولوجيا مادة جديدة خفيفة وقوية من التيتانيوم تمتلك القدرة على الطفو فوق سطح الماء والصمود أمام الأضرار الهيكلية الكبيرة، مما يمهد الطريق لتوظيفها في تطوير البنية التحتية والمعدات البحرية.
واعتمد الباحثون في ابتكارهم المنشور بدورية «Advanced Materials» على تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتشكيل شبكة معدنية من التيتانيوم تتألف من دعامات مجوفة ومترابطة حُشيت برغوة “البولي يوريثان”. وتغلبت هذه البنية على المشكلة التقليدية للتيتانيوم—المتمثلة في كثافته التي تفوق الماء—عن طريق حبس الغازات داخل خلايا الرغوة المغلقة لمنع تسرب المياه، حتى عند حدوث تشققات أو كسور بالغة في الهيكل.
وأظهرت الاختبارات الميدانية تفوق المادة الجديدة بنسبة 70% في القوة مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ والبولي إيثيلين عالي الكثافة مع الحفاظ على الكثافة الإجمالية نفسها، بالإضافة إلى مقاومة عالية للتآكل عند غمرها في مياه البحر. كما ابتكر الفريق المفهوم الهندسي «الكثافة الهيكلية» لحساب قدرة المواد الشبكية على الطفو بدقة، ونجحوا في تطبيق التقنية عبر تصنيع عوامة بحرية أثبتت استقرارها في المياه المضطربة دون الحاجة لطليها أو عزلها بخامات إضافية.