Металл, которому не страшны пробоины: американские ученые создали материал, сохраняющий плавучесть

Урок «Титаника»: новая надежда на непотопляемые суда

Спустя более ста лет после трагического затопления «Титаника» мечта о по-настоящему непотопляемых судах перестает быть сюжетом из области фантастики и переходит в фазу работающего эксперимента. Группа исследователей из Университета Рочестера (США) представила технологию, которая позволяет металлическим конструкциям сохранять плавучесть даже при наличии множественных пробоин и длительном нахождении в воде.

Это достижение знаменует собой отход от традиционного кораблестроительного подхода, основанного исключительно на утолщении и усилении корпусов. Вместо этого ученые сосредоточились на изменении фундаментальных свойств самого материала, что открывает новые горизонты для морской безопасности.

Секрет в нанотекстуре: как металл отталкивает воду

В основе революционной разработки лежит изменение поверхностной структуры алюминиевых трубок с помощью лазерной обработки. Команда под руководством профессора оптики и физики Чунлея Го использовала фемтосекундные лазеры для создания на поверхности микро- и наноразмерных углублений.

Эта микроскопическая текстура наделяет металл свойством, известным как супергидрофобность — то есть чрезвычайно сильное отталкивание воды. Подобно тому, как капли собираются в шарики на гусином пере или покрытии с эффектом лотоса, обработанная поверхность не смачивается жидкостью.

Ключевой механизм плавучести заключается в следующем: когда такая трубка погружается в воду, на её внутренней поверхности остается устойчивый воздушный карман. Этот запертый воздух, а не сам металл, обеспечивает плавучесть, не давая воде заполнить внутреннюю полость конструкции.

«Принцип похож на то, как некоторые пауки носят пузырьки воздуха под водой или как муравьи формируют плавучие „плоты“», — отмечают исследователи, черпая вдохновение в природных решениях.

Инженерное усовершенствование: стабилизация воздушной подушки

Предыдущие попытки команды в 2019 году, включавшие использование двух водоотталкивающих дисков, сталкивались с проблемой устойчивости: конструкция могла потерять плавучесть при значительном угле наклона. Новое решение, основанное на трубчатой геометрии, оказалось гораздо стабильнее.

Существенным усовершенствованием, представленным в недавнем исследовании, опубликованном 27 января 2026 года в журнале Advanced Functional Materials, стало добавление внутренней перегородки.

Эта перегородка стабилизирует воздушный карман и гарантирует, что конструкция не потеряет плавучесть даже при вертикальном погружении или в условиях сильной качки, имитирующей шторм.

В лабораторных условиях трубки, обработанные таким образом, выдерживали длительные испытания в течение нескольких недель без потери способности держаться на воде. Более того, даже после того, как в них проделывали множество пробоин, они продолжали выполнять свою функцию, оставаясь на поверхности.

Масштабируемость и перспективы для судостроения

Хотя первоначальные эксперименты проводились с трубками длиной около полуметра, авторы разработки подчеркивают, что саму технологию можно легко масштабировать для создания более крупных несущих элементов.

Ученые продемонстрировали, что из нескольких таких стабильных плавучих труб можно собирать целые плоты. Это открывает прямую дорогу к проектированию не только усовершенствованных буев или плавучих платформ, но и основы для будущих морских судов, которые будут обладать принципиально новым уровнем живучести.

В отличие от прежних технологий, которые делали акцент на дорогостоящем укреплении обшивки, этот метод опирается на модификацию поверхности. Это позволяет применить его к различным металлам и твердым материалам, хотя на текущий момент процесс с использованием лазерного оборудования остается достаточно затратным.

Несмотря на то что в контексте Латвии и стран Балтии пока нет прямых заявлений о внедрении этой конкретной американской технологии в местные судостроительные проекты — например, воссоздание исторических парусников, — подобные инновационные исследования неизбежно станут ориентиром для всей мировой морской индустрии, стремящейся повысить стандарты безопасности после столетий трагедий.

Специалисты отмечают, что в сфере судостроения, где долговечность и минимизация рисков являются абсолютным приоритетом, внедрение материалов с такими уникальными характеристиками может стать ключевым фактором в дизайне судов следующего поколения. Потенциальное применение простирается далеко за пределы корпусов — от элементов морской спасательной техники до высокотехнологичных платформ для оффшорной энергетики.