超輕(每立方厘米小于10毫克)多孔材料在隔音絕熱、電池電極、催化劑載體、聲學(xué)研究、震動能量緩沖等方面都有很大應(yīng)用。新材料具有獨(dú)特的“微框格(micro-lattice)”多孔結(jié)構(gòu),即使在納米、微米和毫米各級尺度,其構(gòu)成也都是約99.99%的空氣和0.01%的固體,為最輕材料劃定了新界限。
該項(xiàng)目主要研究員、加州大學(xué)歐文分校機(jī)械與航空工程師洛倫佐·沃德維特說:“當(dāng)材料尺寸小到納米級,就會變得更強(qiáng)。結(jié)合這種性質(zhì),再讓微框格變得可修整,就得到了獨(dú)特的微孔材料!
研究人員解釋說,新型超輕材料是一種循環(huán)式中空管微框格結(jié)構(gòu),分為納米、微米、毫米3個(gè)層級。先用一種自增生光敏聚合物波導(dǎo)樣板做成雛形,再涂上一層非電鍍鎳涂層,然后將模板腐蝕掉,最終制成的金屬微框格結(jié)構(gòu)密度大于或等于0.9毫克/立方厘米,在被壓縮超過50%后仍能完全恢復(fù),能量吸收性能與人造橡膠相仿,比超輕氣凝膠和碳納米管泡沫還要輕!霸斐鲞@種材料的關(guān)鍵是用一種比頭發(fā)還細(xì)1000倍的中空管相互連接成框格結(jié)構(gòu)!闭撐念I(lǐng)導(dǎo)作者、HRL實(shí)驗(yàn)室托比厄斯·錢德勒說。
HRL實(shí)驗(yàn)室建筑材料主管威廉姆·卡特還把這種新材料和生活中的大型建筑材料作對比:“以埃菲爾鐵塔或金門大橋?yàn)榈湫偷默F(xiàn)代建筑,其材料是極輕的,它們的承重效果是憑借著結(jié)構(gòu)的支撐。我們把納米和微觀理念引入新材料,是對輕質(zhì)材料的革新。”
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