Gambar, di atas, grid logam yang duduk di atas kepala dandelion tanpa mengganggu batang bulu tunggal mungkin kelihatan Photoshopped. Tetapi tidak. Ini adalah gambaran sebenar salah satu perkembangan yang lebih menarik dalam sains bahan-bahan baru-baru ini - "microlattice" logam yang 100 kali lebih ringan daripada Styrofoam.
"Ia pada dasarnya 99.9 peratus udara, " kata Sophia Yang, seorang penyelidik di Laboratorium HRL, di mana microlattice itu dicipta.
Untuk membuat microlattice logam, saintis bermula dengan struktur polimer. Struktur ini dicipta oleh cahaya ultraviolet (UV) bersinar melalui penapis ke polimer cecair. Proses ini membentuk struktur 3D yang keras sehingga hampir seketika. Bergantung pada solek kimia polimer, struktur yang terhasil boleh menjadi lembut atau tegar, ringan atau berat. Struktur microlattice ini mempunyai pelbagai potensi menggunakannya sendiri-microlattice polimer lembut mungkin berguna untuk mewujudkan topi keledar basikal yang selesa tetapi sangat perlindungan, sebagai contoh.
"Rasanya seperti memori buih, " kata Yang.
Untuk mewujudkan struktur logam dalam gambar dandelion, struktur polimer disalut dengan nikel yang sangat nipis-kira-kira 100 nanometer tebal, atau 1, 000 kali lebih kurus daripada rambut manusia. Kemudian sebatian kimia digunakan untuk membubarkan polimer di dalam nikel. Hasilnya adalah satu siri tiang kosong.
Struktur meniru komposisi tulang, yang tegar di luar tetapi kebanyakannya berongga di dalam.
Penyelidik di HRL telah mengusahakan mikrolatsi sejak tahun 2007, apabila proses untuk mencipta microlattice polimer mula-mula dihasilkan. Yang dan lain-lain telah mula bekerja untuk meningkatkan produk - sekeping pertama polimer mikrolattice adalah kira-kira 1 inci dengan 1 inci, manakala lebih banyak struktur baru-baru ini telah selama 5 kaki-dan membangunkan proses tambahan, seperti penyaduran logam .
Oleh kerana HRL dimiliki secara bersama oleh Boeing dan General Motors, penyelidik telah menumpukan pada aplikasi aeroangkasa dan automotif untuk microlattice. Salah satu penggunaan potensi yang paling menjanjikan ialah dalam penerbangan, kata Yang, di mana pelbagai bahagian struktur pesawat boleh dibina dari mikrolattice logam ultra ringan. Ini boleh menjadi sebahagian daripada pesawat yang "perlu ringan dan tegas menahan beban, " kata Yang.
Ini termasuk lantai kapal terbang, siling, dinding dapur, dinding perapian dan banyak lagi. Struktur ini biasanya dibuat dari panel sandwic sarang lebah, lembaran pepejal bahan "sandwiching" tiang heksagon kosong yang menyerupai sarang lebah. Panel sandwic sarang lebah digunakan secara meluas untuk kekuatan dan sifat ringan. Tetapi microlattice logam jauh lebih ringan. Menggantikan panel sandwic sarang lebah dengan microlattice boleh membuat pesawat lebih ketat, yang bermaksud mereka memerlukan bahan api yang kurang. Ini mempunyai kelebihan alam sekitar yang besar dan juga ekonomi. Prinsip yang sama boleh digunakan untuk kereta, dan bahkan untuk kapal angkasa-HRL baru-baru ini telah mengetuk untuk bekerja dengan NASA pada generasi peluncuran kenderaan angkasa lepas, membuat panel ultra-ringan untuk pesawat jenis kenderaan. Para penyelidik menganggarkan bahan mereka boleh mengurangkan berat badan sebanyak 40 peratus.
"Bahan dan struktur yang ringan dan pelbagai adalah salah satu bidang tumpuan utama NASA yang mampu memberikan impak terbesar kepada misi NASA masa depan dalam penerokaan manusia dan robot, " kata Steve Jurczyk, pentadbir NASA Space Technology Mission Director, dalam siaran akhbar NASA. "Teknologi-teknologi canggih ini perlu bagi kita untuk melancarkan lebih kuat, namun lebih ringan, kapal angkasa dan komponen apabila kita melihat untuk meneroka asteroid dan akhirnya Marikh."
Lebih jauh di jalan raya, microlattice logam mungkin mempunyai kegunaan perubatan. Tiub kecil mempunyai potensi untuk digunakan sebagai paru-paru palsu, kata Yang.
Bernafas melalui bahan yang sama yang digunakan untuk membina kapal-kapal roket: kini hidup di masa depan.
