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2026年9月3日，据新华社（Xinhua）、Scimex、Interesting Engineering、Defence Blog等多家媒体报道，澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT University）的工程师团队近日取得一项材料科学领域的突破——他们利用3D打印技术制造出一种钛金属晶格结构，不仅轻质高强，还能在水中持续漂浮，即使遭受严重破损也不会下沉。相关研究成果已发表于《先进材料》（Advanced Materials）期刊。
长期以来，金属晶格结构虽然可以做到极其轻质——密度甚至低于水的十分之一——但其开放、互连的空间会让水进入，导致结构下沉。RMIT团队通过一项巧妙设计解决了这一难题。他们用3D打印技术制造出由中空、互连钛支柱构成的晶格框架，然后在支柱内部填充聚氨酯泡沫。泡沫中微小的密封泡孔能够困住气体，防止水淹没中空的支柱。这样一来，水可以从晶格的大开孔中自由流过，但结构本身却因为中空支柱被泡沫密封而保持漂浮。
为了准确预测这种开放结构的浮力，研究团队还引入了一个全新的衡量指标——“骨架密度”（skeletal density）。传统密度计算会把晶格内部的所有开放空间都算进去，但这些空间会被水占据，实际上对浮力没有贡献。骨架密度则只计算能够排除水的部分——钛合金壁和密封的泡沫填充通道。如果骨架密度低于周围液体的密度，结构就能漂浮。
测试数据相当亮眼：在相同整体密度下，这种钛结构的强度比海洋工程中常用的不锈钢和高密度聚乙烯高出70%。在墨尔本菲利普港湾天然海水中浸泡两周后，材料仅损失0.15%的质量，强度下降不足1%。更重要的是，即使晶格出现裂纹、连接点失效甚至整层断裂，结构依然保持漂浮，只有在被严重压碎压实后才会下沉。淡水漂浮测试持续了两个多月，样品始终未沉。
研究团队用3D打印制造了一个海洋浮标原型，在湍急的海水槽中旋转至45度仍保持稳定，完全不需要密封外壳、防护涂层或额外浮力装置。项目负责人马前教授表示，下一步将放大演示部件规模，并在真实海洋和深海条件下测试长期性能。通过改变钛框架内部填充的材料，这种结构还可扩展至能量吸收、热管理和振动控制等领域。
这项成果为海洋基础设施建设提供了一种全新的材料选项——浮标、码头、漂浮传感器等应用场景，都可能因此获得兼具轻质、高强、耐腐蚀和自漂浮特性的解决方案。#优质图文创作激励#
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