Forskere i USA har utviklet metallrør som praktisk talt nekter å synke – selv når de skades kraftig. Teknologien bygger på laseretsing som gjør innsiden av aluminiumsrør ekstremt vannavstøtende og fanger en stabil luftlomme. Gjennombruddet er publisert i Advanced Functional Materials.

Gjennombrudd fra University of Rochester

Prosjektet ledes av professor Chunlei Guo ved University of Rochesters Institute of Optics. Teamet har utviklet en metode som gjør vanlige metallrør praktisk talt usenkbare, uansett hvor lenge de holdes under vann eller hvor mye skade de utsettes for.

Slik virker det

Kjernen i løsningen ligger i overflaten. Ved hjelp av en laserbasert etsingsteknikk skapes mikro- og nanogroper på innsiden av aluminiumsrør. Den teksturerte overflaten blir superhydrofob – altså ekstremt vannavstøtende.

Når røret senkes i vann, fanger den vannavstøtende innsiden en stabil luftlomme. Denne luften hindrer at røret fylles med vann og synker. En skillevegg midt i røret gjør at luftlommen forblir fanget selv når røret presses vertikalt ned i vannet, og bevarer dermed flyteeffekten.

Naturen som læremester

Forskerne hentet inspirasjon fra naturen: dykkeredderkopper bærer luftbobler med seg under vann, og brannmaur danner flytende flåter ved hjelp av sine vannavstøtende kropper. Disse prinsippene er etterlignet i metall.

Tåler uker med påkjenning og omfattende skade

I laboratoriet har rørene vært utsatt for ekstreme forhold over flere uker uten å miste sin flytende evne. Forskerne har også punktert rørene med en rekke hull – de flyter fortsatt.

«Selv om du ødelegger rørene alvorlig med så mange hull du klarer å lage, flyter de fortsatt,»

forklarer Chunlei Guo.

Stabilitet og forbedring fra 2019

Dette designet er en klar forbedring fra teamets løsning i 2019, som besto av to vannavstøtende skiver forseglet sammen. Den eldre konstruksjonen kunne miste flytevnen i ekstreme vinkler. Med rør og skillevegg er stabiliteten betydelig forbedret, også ved vertikal nedsenkning.

Skalerbart: mot skip, bøyer og plattformer

I tester har forskerne brukt rør i ulike lengder, opp til nesten en halv meter. Ifølge Guo kan designet skaleres opp til størrelser som bærer tunge laster. Flere rør kan kobles sammen til flåter – et mulig grunnlag for skip, bøyer og flytende plattformer.

• Laseretsede aluminiumsrør med superhydrofob innside
• Luftlomme hindrer vanninntak og synk
• Skillevegg holder på luft – også ved vertikal nedsenkning
• Tålte uker med belastning og omfattende perforering
• Kan kobles sammen til flåter for maritim bruk

Også energi fra bølger

Teknologien har lovende anvendelser innen fornybar energi. Teamet har demonstrert at flåter laget av de superhydrofobe rørene kan fange energi fra bølgebevegelser – en potensiell vei mot bølgekraftverk.

Titanic som bakteppe

Titanic-tragedien i 1912 kostet over 1500 menneskeliv, i stor grad fordi skipet sank raskt etter kollisjonen med et isfjell. Dersom Guos teknologi kan realiseres i fullskala skip, kan fremtidige sjøulykker få et annet utfall: Skip som nekter å synke kan gi passasjerer og mannskap kritisk ekstra evakueringstid – og potensielt redde tusenvis av liv.

Veien fra laboratorium til hav er fortsatt lang. Men kombinasjonen av naturinspirasjon, materialvitenskap og laserpresisjon markerer et betydelig steg mot sikrere skipsfart og mer robust maritim infrastruktur. Med tung finansiering i ryggen fortsetter forskerne å perfeksjonere teknologien for praktisk bruk i stor skala.