2011 年,“世界上最轻的金属材料”首次刊登于《科学》(Science)期刊上,这项突破性的新技术号称比保丽龙轻 100 倍,轻到甚至还能悬放在蒲公英上头,当时该研究仍处实验性阶段,但现在则可望大大加持航空业发展,波音(Boeing)公司将利用这种 99.99% 由空气组成的金属材料,制造出更轻且更省燃料的飞机。
这种金属材料为立体金属开放式多孔聚合物“微晶格(microlattice)” ,为加州大学尔湾分校、HRL 实验室与波音共同合作的研究计划。微晶格成分中多达 99.99% 是空气,另外 0.01% 是相互连接的固体空心管晶格,晶格的管壁厚度则比人类的发丝还要细 1,000 倍。
结构上,微晶格与人类骨骼类似,外层相当坚硬、但里头却是中空的,不过,与骨骼不同的部分在于,骨骼的开放多孔结构为随机组成的,微晶格的多孔结构则是排列有序的,这种结构使其成为非常坚硬的金属材料。
在波音所公布的影片中,可看到科学家能轻松地吹起微晶格,而微晶格就像羽毛般轻盈地飘浮在空中接着落地。除了为目前已知最坚固及最轻的材料外,微晶格在吸收能量的性能上也相当好,无论是经过压缩或扭转后,都能反弹回原状,负责这项研究的 HRL 实验室科学家 Sophia Yang 也宣称,若将一颗鸡蛋利用微晶格材料包覆,从 25 层的高楼丢下,微晶格的强大吸收能量能力可保护鸡蛋坠地时完好如初。
波音打算利用微晶格来强化运输效能,打造出更轻且更省燃料的飞机,不过,当然不可能整架飞机都用微晶格来打造,而是将某些较重的金属零件以微晶格取代,如地板、墙壁或座椅骨架等。而既然宣称为“世界上最轻的金属材料”,那么微晶格的可能用途势必相当广泛,在航太界的应用不过只是冰山一角,微晶格还能用于隔热、电池电极,甚至能阻隔噪音、震动,或是减缓冲击能量。
不知道除了飞机外,下一个应用这个“世界上最轻的金属材料”的会是什么呢?
- Boeing Microlattice: World’s lightest metal is 99.99% hollow and the future of aeronautic design
- Boeing’s latest video explains how scientists built microlattice, the world’s lightest metal
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