研究显示，美国工程师可能创造了地球上最轻的金属，微型晶格结构，99.99%是空气，比泡沫塑料轻100倍。它由镍磷合金的空心管网络制成，能承受重量并压缩后恢复原状，适合航空航天和可持续交通。NASA和航空巨头正考虑将其用于卫星和航天器，可能减少燃料消耗和排放。争议在于制造成本高，实际应用仍需更多实验验证，未来发展尚不确定。摘要：研究显示，美国工程师可能创造了地球上最轻的金属，微型晶格结构，99.99%是空气，比泡沫塑料轻100倍。它由镍磷合金的空心管网络制成，能承受重量并压缩后恢复原状，适合航空航天和可持续交通。NASA和航空巨头正考虑将其用于卫星和航天器，可能减少燃料消耗和排放。争
什么是微型晶格金属？
微型晶格金属是一种人造的充满小孔的金属材料，由非常轻的金属泡沫组成。其密度低至0.99 mg/cm³，比泡沫塑料轻100倍，却能承受重量并在压缩后恢复原状。它由加州HRL实验室的科学家团队与加州大学欧文分校和加州理工学院合作开发，于2011年11月首次公布，原型由镍磷合金制成。
2025年6月3日，关于美国工程师创造地球上最轻金属的报道引发广泛关注。这种微型晶格结构材料，99.99%是空气，比泡沫塑料轻100倍，却能承受重量并在压缩后恢复原状，被视为材料工程的未来。以下是基于相关英文网站资料的全面分析，探讨这一突破的前因后果及其潜在影响。
微型晶格金属是一种合成多孔金属材料，由超轻金属泡沫组成，其密度低至0.99 mg/cm³（0.00561 lb/ft³），是已知的最轻结构材料之一 . 它由加州HRL实验室的科学家团队与加州大学欧文分校和加州理工学院的研究人员合作开发，于2011年11月首次公布，原型样品由镍磷合金制成，磷含量7%，无沉淀物。
其结构由相互连接的空心支柱网络组成，支柱直径约100微米，壁厚约100纳米，比头发丝细1000倍 . 这种设计使其99.99%是空气，密度极低，却能像橡胶一样柔软，压缩后恢复原状，高效吸收冲击。
2016年，HRL实验室的微型晶格金属被吉尼斯世界纪录认证为最轻金属，图片显示其能轻盈地放在蒲公英上而不压坏。它比泡沫塑料轻100倍，比普通聚合物强100倍，表现出无与伦比的强度与重量比。
制造微型晶格金属涉及以下步骤：
聚合物模板： 使用自传播波导形成技术，通过紫外线光在UV固化树脂中形成聚合物纤维网络。金属涂层： 使用无电镀镍法在聚合物模板上涂覆金属。去除模板： 腐蚀掉聚合物模板，留下金属微型晶格。这一过程允许快速制造，模板形成时间为10-100秒，比传统立体光刻快得多 . 但制造成本高，工艺复杂，限制了大规模生产。
航空航天： NASA和航空巨头如波音正考虑将其用于卫星、航天器和抗冲击装备。其轻量化特性可减少燃料消耗，降低排放，波音360直升机已开始应用，用于减轻重量和吸收能量（如振动、冲击、声学）。可持续交通： 减少燃料用量和排放，使其成为绿色交通的潜在游戏规则改变者。其他： 热振动绝缘器、弹簧状能量存储装置、声学阻尼等。与其他轻质材料对比，微型晶格金属是目前已知的最轻金属结构材料。传统轻质金属如锂（密度0.534 g/cm³）、镁（1.74 g/cm³）、铝（2.7 g/cm³）远重于其 . 非金属超轻材料如气凝胶（aerogel）密度可低至1 mg/cm³，但非金属，碳基材料如气相石墨（aerographite）密度0.18 mg/cm³更轻，但非金属。因此，在金属材料中，微型晶格金属无疑是最轻的。
这一突破的背景是纳米技术的快速发展。随着芯片和MEMS设备尺寸缩小到纳米级，传统材料面临轻量化需求。航空航天行业尤其需要减轻重量以提高燃料效率，波音和NASA的研发投入推动了这一创新。
微型晶格金属的潜力巨大，但也面临挑战。2020年的ScienceDirect评论强调其在汽车和航空航天中的用途，但制造成本高，实际应用仍需实验验证。部分科学家质疑其稳定性和工业可行性，未来发展路径尚不明朗。
特性微型晶格金属对比材料密度0.99 mg/cm³锂：0.534 g/cm³，气凝胶：1 mg/cm³组成镍磷合金气相石墨：碳基强度与重量比100倍强于普通聚合物气凝胶：非金属，强度较低应用航空航天、可持续交通气凝胶：隔热、吸油案例：2016年，HRL实验室的微型晶格金属被吉尼斯认证为最轻金属，图片显示其轻盈地放在蒲公英上。
尽管目前仍需克服制造成本和稳定性的挑战，但微型晶格金属为材料工程打开了新大门。未来，随着增材制造技术（如SLM和BJ）的进步，可能实现大规模生产，带来更轻、更高效的材料。
微型晶格金属代表了材料工程的一个重大突破，其独特的特性使其成为航空航天和可持续交通的潜在游戏规则改变者。尽管制造挑战存在，但其潜力巨大，未来可能改变微型设备的设计和应用。
来源：报新鲜