Un team della RMIT University stampa in 3D un reticolo in titanio che galleggia in acqua di mare
La struttura ibrida metallo-polimero ha mantenuto il galleggiamento anche dopo screpolature e fratture
Un team guidato da ricercatori della RMIT University ha stampato in 3D un reticolo in titanio che galleggia e mantiene il galleggiamento anche dopo danni gravi, il primo metamateriale a reticolo ibrido metallo-polimero galleggiante documentato.
Montanti in titanio cavi e interconnessi, riempiti con schiuma di poliuretano, consentono all’acqua di attraversare il reticolo mentre i montanti sigillati lo mantengono a galla. I campioni hanno galleggiato in acqua dolce per oltre due mesi.
“Sebbene i reticoli metallici possano essere incredibilmente leggeri, con densità inferiori a un decimo di quella dell’acqua, i loro spazi aperti e interconnessi permettono all’acqua di infiltrarsi, facendoli affondare”, ha dichiarato Jordan Noronha, ricercatore principale presso il Centre for Additive Manufacturing della RMIT University.
“Riempiendo solo i montanti cavi in titanio con schiuma di poliuretano, abbiamo creato una struttura che consente all’acqua di scorrere attraverso di essa rimanendo comunque a galla anche dopo screpolature e danni significativi”, ha spiegato. “Minuscole cellule sigillate nella schiuma intrappolano il gas e impediscono all’acqua di allagare i montanti cavi.”
Il team ha introdotto una misurazione chiamata densità scheletrica, che considera solo le parti che escludono l’acqua — pareti in titanio e canali sigillati riempiti di schiuma — anziché il volume totale.
“Questo fornisce agli ingegneri una semplice regola progettuale: se la densità scheletrica è inferiore a quella del liquido circostante, la struttura galleggia, anche quando l’acqua scorre attraverso tutte le sue aperture esterne”, ha affermato Noronha.
A parità di densità, il reticolo si è dimostrato il 70% più resistente dell’acciaio inox o del polietilene ad alta densità. Due settimane nell’acqua marina della baia di Port Phillip gli hanno fatto perdere lo 0,15% della sua massa e meno dell’1% della sua resistenza, e una boa stampata in 3D si è mantenuta stabile in vasche inclinate a 45 gradi, senza involucro, rivestimento o galleggianti aggiuntivi.
Ma Qian, Distinguished Professor e responsabile del progetto, ha dichiarato che il team aumenterà le dimensioni dei pezzi e testerà le prestazioni a lungo termine in ambiente marino e in acque profonde.
“Modificando il materiale all’interno della struttura in titanio, potremmo adattare una struttura simile per l’assorbimento di energia, la gestione termica, il controllo delle vibrazioni e altre applicazioni”, ha aggiunto.
