向沉重金屬告別：新型金屬材料99.99%是空氣

【中鎢在線新聞網-鎢新聞】

據英國《每日郵報》報道，波音公司近日公布了世界上最輕盈的金屬結構，其內部99.99%是空氣。波音公司宣稱，這種革命性的金屬材料比泡沫塑料還輕100倍，將引領航空設計的未來。

這種金屬材料被稱為“迷你網格”(microlattice)，非常輕盈，甚至能放在一朵蒲公英之上。它還具有很高的強度，波音公司宣稱，如果把雞蛋用這種材料包裹起來，即使從25層樓的高度掉下來也不會摔壞。

“迷你網格”是一種三維開孔的聚合體結構，由互相連接的空心管組成，而管壁的厚度比人類頭發還要細1000倍。休斯研究實驗室(HRL)的建筑材料學家Sophia Yang參與了波音公司的這一項目，她說：“在我們的預期中，這種材料的主要應用領域就是作為航空結構組件。”

同樣來自該實驗室的Tobias Schaedler博士說：“這種材料的巧妙之處在于將互相連接的空心管組裝成網格，這些空心管的管壁厚度只有100納米，比人類頭發還細1000倍。”

除了極低的密度，“迷你網格”的開孔結構還使金屬具有了意想不到的力學行為，包括能從超過50%的壓縮狀態中完全恢復，以及具有極高的能量吸收能力。這一材料最初是應美國國防部先進研究項目局(DARPA)的要求進行開發的，可用作電池電極和催化劑載體，以及對聲學、振動或撞擊的能量進行抑制。

休斯研究實驗室還于近日宣布，他們將在美國航空航天局(NASA)的“開創新局發展計劃”(Game Changing Development Program)的框架下，開發新的超輕材料，以用于建造未來的航天工具和結構。這些新材料將使NASA進行深空探索的航天器重量減少40%，從而使前往火星和更遠太空成為可能。

對休斯研究實驗室來說，工作的重點便是在超輕的“迷你網格”材料基礎上，開發出新的超輕“三明治”板狀結構。簡單來說，這種結構就是以相對較厚的輕質材料為核心，在上方和下方連接堅固的超薄面板。“三明治”結構可以提供很高的抗扭和抗彎剛性，同時十分輕盈，因而已經成為航空工業中的輕質材料的標準設計。

目前使用的材料是以泡沫和蜂窩結構為核心，而更加先進的核心結構將帶來重量的進一步減輕，并提升材料的性能。在Tobias Schaedler博士的帶領下，休斯研究實驗室的團隊將結合碳纖維復合面板，開發出重量更輕、強度更高的新型材料。

“我們正在以超輕金屬‘迷你網格’這種突破性發明為基礎，作進一步的研究，使這項技術更加成熟，從而能應用于下一代的航天飛行工具。” Tobias Schaedler博士說道。

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