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Accès ouvert déclaré 2026 article

Breaking the Surface: Buoyant Metal–Polymer Open–Cell Hybrid Lattice Metamaterials

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Rattachement africain : mk, au, fr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

ABSTRACT Metallic lattice metamaterials have demonstrated transformative potential across biomedical, aerospace, defense, and thermal engineering. Yet their application in buoyant marine structures has remained elusive, as their open‐cell architectures inherently prevent flotation, even at densities below that of water. Here, we present the first buoyant metal–polymer open‐cell hybrid lattice metamaterial. The design is guided by a novel skeletal density framework, built around an environment‐independent buoyancy parameter that excludes externally accessible porosity. The resulting hybrid architecture combines Ti‐6Al‐4V hollow‐strut lattices (HSLs)—fabricated by laser‐based powder bed fusion (PBF‐LB)—with expandable polyurethane (PU) foam injected into the internal channels of each strut. This architecture retains external open‐cell permeability while achieving skeletal densities below 1.0 g/cm 3 , enabling reliable buoyancy prediction and control. Real‐world applicability is demonstrated using a Ti‑6Al‑4V+PU hybrid buoy that floats stably in natural seawater. This hybrid architecture exhibits higher specific strength than conventional marine materials such as high‑density polyethylene (HDPE) and 316L stainless steel (SS316L). Seawater immersion tests further demonstrate corrosion resistance and water‑exclusion capability. Finite‑element simulations elucidate fracture initiation and predict failure modes consistent with experimental observations. Importantly, these hybrid buoyant architectures preserve flotation even after severe structural damage. This work introduces a new class of buoyant metamaterials and establishes skeletal density as a general design principle for open‑cell structures in targeted liquid media.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Breaking the Surface: Buoyant Metal–Polymer Open–Cell Hybrid Lattice Metamaterials
Date Crossref
28/08/2026
Éditeur
Wiley
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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