科学网—科学家造出世界最轻材料

 
作者:T. A. Schaedler1 来源:《科学》 发布时间:2011-11-21 9:38:30
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科学家造出世界最轻材料

(Image: HRL Laboratories, Photo by Dan Little)
 
据美国物理学家组织网11月18日(北京时间)报道,最近,美国加州大学欧文分校休斯研究实验室(HRL)有限公司和加州理工学院共同开发出了世界上最轻的材料,密度仅0.9毫克/立方厘米,比聚苯乙烯泡沫塑料还要轻100倍。相关论文发表在11月18日的《科学》杂志上。
 
超轻(每立方厘米小于10毫克)多孔材料在隔音绝热、电池电极、催化剂载体、声学研究、震动能量缓冲等方面都有很大应用。新材料具有独特的“微框格(micro-lattice)”多孔结构,即使在纳米、微米和毫米各级尺度,其构成也都是约99.99%的空气和0.01%的固体,为最轻材料划定了新界限。
 
该项目主要研究员、加州大学欧文分校机械与航空工程师洛伦佐·沃德维特说:“当材料尺寸小到纳米级,就会变得更强。结合这种性质,再让微框格变得可修整,就得到了独特的微孔材料。”
 
研究人员解释说,新型超轻材料是一种循环式中空管微框格结构,分为纳米、微米、毫米3个层级。先用一种自增生光敏聚合物波导样板做成雏形,再涂上一层非电镀镍涂层,然后将模板腐蚀掉,最终制成的金属微框格结构密度大于或等于0.9毫克/立方厘米,在被压缩超过50%后仍能完全恢复,能量吸收性能与人造橡胶相仿,比超轻气凝胶和碳纳米管泡沫还要轻。“造出这种材料的关键是用一种比头发还细1000倍的中空管相互连接成框格结构。”论文领导作者、HRL实验室托比厄斯·钱德勒说。
 
HRL实验室建筑材料主管威廉姆·卡特还把这种新材料和生活中的大型建筑材料作对比:“以埃菲尔铁塔或金门大桥为典型的现代建筑,其材料是极轻的,它们的承重效果是凭借着结构的支撑。我们把纳米和微观理念引入新材料,是对轻质材料的革新。”(来源:科技日报 常丽君)
 
 
 
 
 
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2011/11/22 8:55:44 Jameszhao
不是比空气轻,而是说每cm3这种材料,其中固体的质量是0.9毫克
2011/11/22 8:02:21 zhigang324
好创意!极具商业潜力,只可惜是在实验室中。
2011/11/22 1:37:42 fhl02
我们一直在做这种材料.我们叫点阵材料.但我们只能做到毫米\厘米量级.我们也知道做成纳米量级以及多极结构会有不一样的表现,但在国内我们无法实现这一点.国内外研究差距还是挺大的.
2011/11/21 14:52:19 ecqsun
Possible mechanism:

mechaninal strength is proprtional to the nergy density in the solid phase while the mass density relates to the entire volume occupied.
Nanocavity strengthening: Impact of the broken bonds at the negatively
curved surfaces
JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 103, 084317 2008
http://www.ntu.edu.sg/home/ecqsun/rtf/JAp-nanocavity.pdf
2011/11/21 14:36:49 dark1220
micro-lattice译成微晶格比较好吧。。。
 
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