Het principe is al eeuwenlang onveranderlijk: metalen spoelbakken. Laat een munt in het water vallen en de zwaartekracht bepaalt het resultaat. Maar recente doorbraken aan de Universiteit van Rochester hebben deze zekerheid op zijn kop gezet en een methode onthuld om metalen constructies te maken die zinken trotseren – zelfs als ze ernstig beschadigd zijn. Dit is niet alleen een wetenschappelijke curiositeit; het heeft gevolgen voor de maritieme veiligheid, duurzame energie en het fundamentele begrip van de materiaalkunde.
Het nabootsen van de vindingrijkheid van de natuur
Het onderzoek, gepubliceerd in Advanced Functional Materials op 27 januari 2026, draait om superhydrofobiciteit – een extreem waterafstotende eigenschap. Het team, onder leiding van professor Chunlei Guo, gebruikte lasers om microscopisch kleine ribbels in aluminium buizen te etsen, waardoor een textuur ontstond die lijkt op corduroy stof op nanoschaal. Deze structuur houdt lucht vast, voorkomt dat water binnendringt en zorgt voor drijfvermogen.
“Je kunt er grote gaten in prikken,” zei Guo. “We hebben laten zien dat zelfs als je de buizen ernstig beschadigt, ze nog steeds blijven drijven.”
Deze techniek is geïnspireerd op de natuurlijke wereld. Duikklokspinnen dragen bijvoorbeeld een luchtbel onder water met zich mee door deze op te sluiten in fijne haartjes die hun lichaam bedekken. Vuurmieren gebruiken vergelijkbare principes en vormen drijvende vlotten tijdens overstromingen die meer dan twaalf dagen kunnen overleven. De metalen buizen bootsen dit gedrag na en houden lucht vast, zelfs onder turbulente omstandigheden, dankzij een interne verdeler die ontsnapping verhindert.
Voorbij het laboratorium: toepassingen in de echte wereld
Eerdere pogingen om drijvend metaal te maken, zoals het inbedden van holle bollen in magnesiumlegeringen (NYU, 2015) of het laseretsen van schijven (Guo’s lab, 2019), stuitten op beperkingen. De schijven waren onstabiel in ruw water, waardoor lucht kon ontsnappen. Het nieuwe buisontwerp ondervangt dit probleem en behoudt het drijfvermogen, zelfs onder stress.
De gevolgen zijn aanzienlijk. De meest directe toepassing ligt in de maritieme techniek. Stel je voor dat schepen die met deze materialen zijn gebouwd, blijven drijven, zelfs als de romp wordt gebroken – een game-changer voor de veiligheid. Maar het potentieel reikt verder.
- Golfenergie oogsten: De buizen kunnen vlotten vormen die elektriciteit kunnen opwekken uit golfbewegingen.
- Gewichtdragende constructies: Gekoppelde buizen kunnen drijvende platforms creëren voor verschillende doeleinden.
De huidige prototypes zijn ongeveer een halve meter lang, maar het team van Guo heeft het laservermogen al verzevenvoudigd sinds hun eerste experimenten, wat aangeeft dat schaalbaarheid geen barrière vormt.
Waarom dit belangrijk is
Deze ontdekking gaat niet alleen over drijvend metaal. Het benadrukt de kracht van biomimicry: leren van de oplossingen van de natuur. Het superhydrofobe effect is al lang bekend, maar de toepassing ervan op een structureel gezond, schaalbaar materiaal opent geheel nieuwe mogelijkheden. Het feit dat dit werd bereikt door middel van laseretsen maakt het relatief toegankelijk vergeleken met eerdere methoden.
Het onderzoek roept ook vragen op over hoe we traditioneel tegen materiaaleigenschappen aankijken. Als dichtheid niet de enige bepalende factor is voor het drijfvermogen, welke andere fundamentele aannames kunnen dan worden betwist? Dit werk suggereert dat het manipuleren van oppervlaktetexturen en luchtretentie ons begrip van materiaalgedrag zou kunnen herdefiniëren, wat zou kunnen leiden tot verdere innovaties die verder gaan dan maritieme en energietoepassingen.
Concluderend vertegenwoordigt de ontwikkeling van onzinkbaar metaal een paradigmaverschuiving in de materiaalwetenschap. Door te leren van de natuurlijke wereld en bestaande technieken te verfijnen, hebben onderzoekers een potentieel ontsloten dat industrieën zou kunnen hervormen en de grenzen van de techniek opnieuw zou kunnen definiëren.
