Unsinkbares Metall: Neue Forschung stellt jahrhundertealte Physik in Frage und öffnet Türen für sicherere Schiffe und Wellenenergie

Seit Jahrhunderten ist das Prinzip unveränderlich: Spülbecken aus Metall. Lassen Sie eine Münze ins Wasser fallen und die Schwerkraft bestimmt das Ergebnis. Doch jüngste Durchbrüche an der Universität von Rochester haben diese Gewissheit auf den Kopf gestellt und eine Methode zur Herstellung von Metallstrukturen enthüllt, die dem Untergang standhalten – selbst wenn sie stark beschädigt sind. Dies ist nicht nur eine wissenschaftliche Kuriosität; Es hat Auswirkungen auf die Sicherheit des Seeverkehrs, nachhaltige Energie und das grundlegende Verständnis der Materialwissenschaften.

Den Einfallsreichtum der Natur nachahmen

Die am 27. Januar 2026 in Advanced Functional Materials veröffentlichte Forschung basiert auf der Superhydrophobie – einer extrem wasserabweisenden Eigenschaft. Das von Professor Chunlei Guo geleitete Team ätzte mithilfe von Lasern mikroskopisch kleine Grate in Aluminiumrohre und erzeugte so im Nanobereich eine Textur, die Cordgewebe ähnelt. Diese Struktur schließt Luft ein, verhindert das Eindringen von Wasser und sorgt für Auftrieb.

„Man kann große Löcher hineinstechen“, sagte Guo. „Wir haben gezeigt, dass die Rohre auch dann noch schwimmen, wenn man sie schwer beschädigt.“

Diese Technik ist von der Natur inspiriert. Taucherglockenspinnen zum Beispiel tragen eine Luftblase unter Wasser, indem sie sie in feinen Härchen fangen, die ihren Körper bedecken. Feuerameisen nutzen ähnliche Prinzipien und bilden bei Überschwemmungen schwimmfähige Flöße, die über zwölf Tage überleben können. Die Metallrohre ahmen dieses Verhalten nach und halten die Luft auch unter turbulenten Bedingungen zurück, dank einer internen Trennwand, die ein Entweichen verhindert.

Jenseits des Labors: Anwendungen in der realen Welt

Frühere Versuche, schwimmfähiges Metall zu erzeugen, wie das Einbetten von Hohlkugeln in Magnesiumlegierungen (NYU, 2015) oder das Laserätzen von Scheiben (Guos Labor, 2019), stießen auf Grenzen. Bei rauem Wasser waren die Scheiben instabil, so dass Luft entweichen konnte. Das neue Rohrdesign überwindet dieses Problem und sorgt dafür, dass der Auftrieb auch unter Belastung erhalten bleibt.

Die Auswirkungen sind erheblich. Die unmittelbarste Anwendung liegt in der Seetechnik. Stellen Sie sich vor, dass Schiffe, die aus diesen Materialien gebaut sind, auch bei Rissen im Rumpf über Wasser bleiben – ein entscheidender Faktor für die Sicherheit. Aber das Potenzial reicht noch weiter.

• Wellenenergiegewinnung: Die Röhren könnten Flöße bilden, die aus Wellenbewegung Strom erzeugen könnten.
• Tragende Strukturen: Verbundene Rohre könnten schwimmfähige Plattformen für verschiedene Zwecke schaffen.

Die aktuellen Prototypen sind etwa einen halben Meter lang, aber Guos Team hat die Laserleistung seit den ersten Experimenten bereits versiebenfacht, was darauf hindeutet, dass die Skalierbarkeit kein Hindernis darstellt.

Warum das wichtig ist

Bei dieser Entdeckung geht es nicht nur um schwebendes Metall. Es unterstreicht die Kraft der Biomimikry – das Lernen aus den Lösungen der Natur. Der superhydrophobe Effekt ist seit langem bekannt, aber seine Anwendung auf ein strukturell solides, skalierbares Material eröffnet völlig neue Möglichkeiten. Die Tatsache, dass dies durch Laserätzen erreicht wurde, macht es im Vergleich zu früheren Methoden relativ zugänglich.

Die Forschung wirft auch Fragen darüber auf, wie wir Materialeigenschaften traditionell betrachten. Wenn die Dichte nicht der alleinige Faktor für den Auftrieb ist, welche anderen Grundannahmen können dann in Frage gestellt werden? Diese Arbeit legt nahe, dass die Manipulation von Oberflächentexturen und Luftretention unser Verständnis des Materialverhaltens neu definieren und zu weiteren Innovationen über maritime und Energieanwendungen hinaus führen könnte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Entwicklung unsinkbarer Metalle einen Paradigmenwechsel in der Materialwissenschaft darstellt. Durch das Lernen aus der Natur und die Verfeinerung bestehender Techniken haben Forscher ein Potenzial erschlossen, das Industrien umgestalten und die Grenzen der Technik neu definieren könnte.