Ultralätt metalliskt mikrogitter med en densitet på 0,9 mg/cm3. Bild:HRL Laboratories, Foto av Dan Little
Ett team av forskare från UC Irvine, HRL Laboratories och California Institute of Technology har utvecklat världens lättaste material – med en densitet på 0,9 mg/cc – cirka 100 gånger lättare än frigolit. Deras resultat visas i 18 november-numret av Vetenskap .
Det nya materialet omdefinierar gränserna för lättviktsmaterial på grund av dess unika "micro-gitter" cellulära arkitektur. Forskarna kunde göra ett material som består av 99,99 procent luft genom att designa 0,01 procent fast vid nanometern, mikron och millimeter skalor. "Knepet är att tillverka ett galler av sammankopplade ihåliga rör med en väggtjocklek 1, 000 gånger tunnare än ett människohår, " sa huvudförfattaren Dr. Tobias Schaedler från HRL.
Materialets arkitektur tillåter ett oöverträffat mekaniskt beteende för en metall, inklusive fullständig återhämtning från kompression som överstiger 50 procent töjning och extraordinärt hög energiabsorption.
"Material blir faktiskt starkare när dimensionerna reduceras till nanoskala, " förklarade UCI:s mekanik- och rymdingenjör Lorenzo Valdevit, UCI:s huvudutredare på projektet. "Kombinera detta med möjligheten att skräddarsy mikrogitterets arkitektur så har du ett unikt cellmaterial."
Utvecklad för Defense Advanced Research Projects Agency, det nya materialet kan användas för batterielektroder och akustik, vibration eller stötenergiabsorbering.
William Carter, chef för gruppen arkitekter på HRL, jämfört det nya materialet med större, mer välbekanta byggnader:"Moderna byggnader, exemplifieras av Eiffeltornet eller Golden Gate-bron, är otroligt lätta och vikteffektiva tack vare sin arkitektur. Vi revolutionerar lättviktsmaterial genom att föra detta koncept till nano- och mikroskalorna."