美國科學(xué)家研發(fā)出世界上重量最輕的固態(tài)材料，可以放在蒲公英上面，同時(shí)不會(huì)壓壞它的籽。這種新材料由微小的中空金屬管構(gòu)成，金屬管的直徑只有人類頭發(fā)的千分之一，它們組成十字形對(duì)角線圖案，中間留出一個(gè)小空間。
研究人員表示這種材料的空氣比重達(dá)到99.99%，重量只有聚苯乙烯泡沫塑料的百分之一，擁有極高的能量吸收能力。未來，這種新材料可用于制造隔熱裝置、電池電極以及一系列吸收聲音、振動(dòng)或者沖擊波的產(chǎn)品。此項(xiàng)研究由加利福尼亞州大學(xué)歐文分校和HRL實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，研究發(fā)現(xiàn)刊登在最新一期《科學(xué)》雜志上。
工程師表示這種新材料的強(qiáng)度來源于柵格式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特性。HRL實(shí)驗(yàn)室的威廉-卡特說：“埃菲爾鐵塔或者金門大橋等現(xiàn)代建筑均憑借理想的建筑結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)令人吃驚的輕量化。通過采用納米結(jié)構(gòu)，我們正讓輕型材料發(fā)生革命性變化?！毖芯空撐闹鲌?zhí)筆人托拜厄斯-斯查德勒說：“我們采用了相互連接的中空管構(gòu)成的柵格結(jié)構(gòu)，中空管的直徑只有一根人發(fā)的千分之一。這種材料的密度只有每立方厘米0.9毫克。”相比之下，一直占據(jù)世界最輕固態(tài)材料寶座的硅氣凝膠的密度為每立方厘米1克。
包括氣凝膠和金屬泡沫在內(nèi)的其他超輕材料采用隨機(jī)性微孔結(jié)構(gòu)，無論是強(qiáng)度、硬度、能量吸收或者導(dǎo)電能力都不及制造它們時(shí)采用的原材料。為了研究金屬微型柵格結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，研究人員對(duì)其進(jìn)行壓縮，直至厚度減少一半。在撤走負(fù)載物之后，這種材料恢復(fù)98%的高度和最初的形狀。隨著重復(fù)進(jìn)行壓縮，這種材料的強(qiáng)度和硬度不斷下降，但研究人員表示進(jìn)一步壓縮后幾乎不發(fā)生任何變化。研究小組成員羅萊佐-瓦爾德維特說：“隨著尺度降至納米級(jí)，材料的強(qiáng)度實(shí)際上變得更強(qiáng)。如果同時(shí)采用微型柵格結(jié)構(gòu)，你便獲得一種獨(dú)特的微孔材料。”
