2011年,「世界上最輕的金屬材料」首次刊登於《科學》(Science)期刊上,這項突破性的新技術號稱比保麗龍輕100倍,輕到甚至還能懸放在蒲公英上頭,當時該研究仍處實驗性階段,但現在則可望大大加持航空業發展,波音(Boeing)公司將利用這種99.99%由空氣組成的金屬材料,製造出更輕且更省燃料的飛機。

這種金屬材料為立體金屬開放式多孔聚合物「微晶格(micorlattice)」 ,為加州大學爾灣分校、HRL實驗室與波音共同合作的研究計畫。微晶格成分中多達99.99%是空氣,另外0.01%是相互連接的固體空心管晶格,晶格的管壁厚度則比人類的髮絲還要細1,000倍。

結構上,微晶格與人類骨骼類似,外層相當堅硬、但裡頭卻是中空的,不過,與骨骼不同的部分在於,骨骼的開放多孔結構為隨機組成的,微晶格的多孔結構則是排列有序的,這種結構使其成為非常堅硬的金屬材料。

比保麗龍輕100倍!美國研發這款「世上最輕金屬材料」,可望打造更省燃料的飛機

在波音所公布的影片中,可看到科學家能輕鬆地吹起微晶格,而微晶格就像羽毛般輕盈地飄浮在空中接著落地。除了為目前已知最堅固及最輕的材料外,微晶格在吸收能量的性能上也相當好,無論是經過壓縮或扭轉後,都能反彈回原狀,負責這項研究的HRL實驗室科學家Sophia Yang也宣稱,若將一顆雞蛋利用微晶格材料包覆,從25層的高樓丟下,微晶格的強大吸收能量能力可保護雞蛋墜地時完好如初。

波音打算利用微晶格來強化運輸效能,打造出更輕且更省燃料的飛機,不過,當然不可能整架飛機都用微晶格來打造,而是將某些較重的金屬零件以微晶格取代,如地板、牆壁或座椅骨架等。而既然宣稱為「世界上最輕的金屬材料」,那麼微晶格的可能用途勢必相當廣泛,在航太界的應用不過只是冰山一角,微晶格還能用於隔熱、電池電極,甚至能阻隔噪音、震動,或是減緩衝擊能量。

不知道除了飛機外,下一個應用這個「世界上最輕的金屬材料」的會是什麼呢?

資料來源:

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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