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波音发布最轻金属材料 仿生骨骸蜂窝结构

 diamond9 2018-09-17

很多人肯能做过“落蛋”实验,使用缓降装置和缓冲材料,确保鸡蛋从2米落下不碎裂。近日,波音公司研究人员从25层楼的高度扔下了1枚鸡蛋,鸡蛋落地后完好无损。

这颗鸡蛋是不是内有乾坤呢?事实上,鸡蛋外包裹了波音公司最新研究出的超轻型微晶格金属材料(Microlattice),一种由金属和空气组成的创新材料。

 

波音公司所发明的微晶格材料是用空心金属管构成的立体开放式多孔聚合物,特点是有纵横交错的微小空腔。因其密度约等于空气,所以几乎可以在空中漂浮。即使放在一朵蒲公英花上,也不会压坏花朵。

蒲公英上面的网状物就是这种金属看上去的样子,在外形上它呈三维开放蜂窝聚合物结构。

虽然这种金属结构中大部分都是空气,但这并不意味着它随便一动就破了。参与这项发明的美国加州大学欧文分校HRL实验室菲娅·杨博士解释:“轻型微晶格金属材料是三维聚合物,它具有蜂窝结构。如果你仔细观察一下骨骼结构,就会发现它的外部非常坚硬,但是内部大部分都是蜂窝结构。因此它们不容易折断而且重量非常小。”

超轻型微晶格特点主要有两个:一是在吸收能量方面的压缩性,二是中空的轻质性。

为了方便人们理解,波音在介绍这两个特性时举了一个空中掷蛋比赛的例子。在这场游戏中,参赛者要从 25 楼往下丢鸡蛋。为了不让鸡蛋碎掉,大家自然要想办法在外面裹上一层又一层的泡泡纸。但如果用这种新材料来包鸡蛋的话,鸡蛋的包装就可以变的小的多了,而且它还不妨碍在落地瞬间吸收掉鸡蛋挤压材料的能量。

作为世界上最大的飞机制造商之一,波音研制出这种材料后当然是要把它用在航空航天设备中。比如像飞机的侧壁面板、行李箱、地板这些结构件都会是这种新型材料的应用场景。

当一种 99.99% 的结构都是空气的材料被用在飞机上时,它带来的一个最直接的结果当然就是飞机重量变轻了。据波音公司评估,新材料的重量是泡沫塑料的百分之一。索菲亚·杨指出,新材料的重大潜力之一是应用于航空航天工业。由于超轻型微晶格制成的物体重量很轻,因此航天燃料的消耗也可以因此减少。

超轻型微晶格金属材料完整视频:

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