□ 科 文
世界上最輕的金屬是什么?鋁?還是鋰?其實(shí)都不是。波音公司的工作人員向我們展示了非鋁非鋰的另一種金屬——微格金屬,它可能是世界上最輕的金屬材料。
微格金屬由微型空心管連接而成??招墓苤睆郊s100微米,壁厚只有100納米。它們互相連接,構(gòu)成了開放的蜂窩狀聚合物結(jié)構(gòu)。微格金屬的結(jié)構(gòu)又和人的骨頭相似。骨頭的內(nèi)部是中空結(jié)構(gòu),看上去就像不規(guī)整的蜂窩一樣,這意味著它質(zhì)量很輕。微格金屬是中空結(jié)構(gòu),中間的空氣高達(dá)99.99%!因此也可以說微格金屬主要由輕飄飄的空氣構(gòu)成,它甚至可以停放在蒲公英上,或者像羽毛一樣從高處“漂浮”到地面上。
這種結(jié)構(gòu)是如何被制造出來的呢?想象一下埃菲爾鐵塔,它的重量僅是同等高度的傳統(tǒng)建筑的幾分之一,研究人員只不過是將這些設(shè)計(jì)原則建立在非常小的規(guī)模上而已。
研究人員說,空心管的連接在模擬埃菲爾鐵塔的鏤空結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)成蜂巢形狀,使之更加堅(jiān)硬和牢固。因此,微格金屬異常堅(jiān)硬,如果在雞蛋表面包襄一層微格金屬,讓雞蛋從20多層的高度自由落體,我們依然可以得到完好無損的雞蛋。
除了堅(jiān)硬和輕質(zhì)的特性之外,研究人員還能通過改變聚合物的化學(xué)組成來改變微型金屬的剛性,這就意味著研究人員既可以制造具備高度形變能力的柔軟結(jié)構(gòu),也可以制造出堅(jiān)硬的支撐結(jié)構(gòu)。這就擴(kuò)大了微格金屬的應(yīng)用范圍。
微格金屬的主要應(yīng)用之一是航空航天部件。我們知道,航空航天器要想進(jìn)入太空,需要消耗大量的燃料,而質(zhì)量越重,所需要的燃料就越多。如果用微格金屬制造航天航空器部件,不僅質(zhì)量減輕,硬度可能也會(huì)有所提高,在減少燃料消耗的同時(shí)還能提升部件品質(zhì)。
雖然現(xiàn)在微格金屬主要應(yīng)用在航空航天方面,但它還有許多潛能等待研究人員的挖掘,相信有一天,微格金屬會(huì)惠及到生活的各個(gè)方面。