Forscher entwickeln unsinkbares Metall

Chunlei Guo von der University of Rochester und sein Team haben Metall so bearbeitet, dass es im Wasser nicht untergeht. Sie verpassten einer runden Probe eine Oberflächenstruktur, die extrem wasserabweisend ist. Die Forscher haben sich bei ihrer Arbeit von der Wasserspinne und der Feuerameise inspirieren lassen. Selbst wenn das Plättchen immer wieder untergetaucht ist: Es kehrt an die Wasseroberfläche zurück. Das klappt sogar noch, wenn es verbeult oder durchlöchert wird.

Sensoren in Hüllen

Guo sieht bereits unsinkbar Schiffe vor seinem geistigen Auge - aber auch Schwimmwesten, die selbst bei Beschädigungen nicht untergehen sowie Sensoren in Hüllen aus extrem wasserabweisenden Oberflächen, die selbst im stärksten Sturm trocken und an der Oberfläche bleiben. Er und sein Team bearbeiteten die Oberfläche mit Laserpulsen, die nur ein paar Femtosekunden lang waren. So "ätzten" sie Mikro- und Nanostrukturen hinein. Diese fangen winzige Luftbläschen ein, die für Auftrieb sorgen.

Der Clou der Entwicklung: Selbst beim Untertauchen bleiben sie an ihrem Platz, als seien sie festgeklebt. Wenn die so behandelten Objekte allerdings monatelang unter Wasser gedrückt werden, macht sich die Luft selbstständig. Genauso ist es bei Wasserspinnen. Sie lagern auf ihrer Außenhaut Luft ein, sodass sie übers Wasser laufen können. Feuerameisen haben einen ganz besonderen Trick drauf. Zu zweit lagern sie im Zwischenraum ihrer Körper Luft ein, sodass sie wie ein Floß schwimmen können.

Zwei Aluminiumplättchen

Der technische Schwimmkörper besteht aus zwei Aluminiumplättchen, die einen bestimmten Abstand voneinander haben müssen. Die innenliegenden Flächen sind strukturiert, sodass sie Luft aufnehmen. Wird das Objekt durchlöchert, bleibt immer noch genügend Luft eingeklemmt, dass es nicht untergeht.

Das Phänomen tritt laut Guo nicht nur bei relativ leichtem Aluminium auf, sondern bei allen Metallen und anderen Werkstoffen, die eigentlich nicht schwimmen können. Anfangs dauerte die Strukturierung einer Oberfläche von einem Quadrat-Inch (knapp 6,5 Quadratzentimeter) eine ganze Stunde. Mittlerweile hat das Team einen leistungsfähigeren Laser. Damit geht es so schnell, dass industrielle Anwendungen denkbar seien.