超輕納米結(jié)構(gòu)埃菲爾鐵塔般通透堅固 有望刷新紀錄

　　法國埃菲爾鐵塔和美國華盛頓紀念碑同樣高大宏偉，它們有何不同之處？華盛頓紀念碑由沉重的石塊建造，而埃菲爾鐵塔由鋼架搭建，靠結(jié)構(gòu)承重，同時保持最大限度的通透性。

　　美國麻省理工學(xué)院（MIT）和勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）合作設(shè)計出一種新方法，以納米微格為基礎(chǔ)，將“結(jié)構(gòu)承重”深入到微觀尺度，造出極為通透而堅固的材料，同時具有高硬度、高強度、超低密度的優(yōu)點。該方法還可用在多種材料上，如金屬、高聚材料等，有望使相同重量的材料在硬度方面刷新紀錄。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《科學(xué)》雜志上。

　　MIT布利特與阿萊克斯·德阿貝洛夫職業(yè)發(fā)展研究所工程設(shè)計副教授尼古拉斯·方解釋說，通常，材料的硬度和強度會隨著密度降低而降低，所以人們的骨密度下降后，會更容易骨折，通過計算設(shè)計出恰當(dāng)結(jié)構(gòu)來分配承重，就能像埃菲爾鐵塔那樣，以更輕重量維持同樣強度。

　　這種材料可以通過一種叫做“微立體光刻投影”的高精3D打印技術(shù)制造。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)6月20日（北京時間）報道，微結(jié)構(gòu)的基本幾何形狀十幾年前就已確定，但從數(shù)學(xué)上理解它卻花了很多年。實驗結(jié)果令人驚喜，效果比預(yù)期的還要好。方說：“我們發(fā)現(xiàn)，像氣凝膠（一種泡沫玻璃）一樣輕質(zhì)疏松的材料就能達到固體橡膠的硬度，強度是同密度材料的400倍，載荷量超過相同重量材料的16萬倍。”

　　迄今為止，研究人員已經(jīng)用金屬、陶瓷和聚合物3種材料測試了該方法，重整后的微結(jié)構(gòu)材料都擁有輕質(zhì)高硬度的特性。LLNL的克里斯托弗·斯派德奇尼說：“它們屬于世界上最輕的材料。由于自身的微觀結(jié)構(gòu)，使其在硬度上比相同密度的非整理材料如氣凝膠，高出4個數(shù)量級。”

　　方還指出，該方法在任何需要輕質(zhì)、高硬、超強材料的地方都很有用，如在太空中，每增加一點重量都會大大增加發(fā)射成本。還可以用于便攜設(shè)備中的電池，這也是亟須減輕重量的地方。