美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）和麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員，已經(jīng)利用一種添加型微處理技術(shù)，開發(fā)出了一種與氣凝膠（一種很輕的材料，被稱為“冷凍煙霧”）具有相同重量和密度的材料，但其硬度卻是氣凝膠的10,000倍以上。這種新型材料將有望使需要輕質(zhì)、高硬度和高強度材料的行業(yè)受益匪淺，如航空航天和汽車行業(yè)。

很多輕質(zhì)多孔材料隨著密度的減小會出現(xiàn)機械性能的衰減，因為它們的結(jié)構(gòu)元素在施加載荷的情況下更有可能彎曲。然而，該團隊能夠產(chǎn)生出一系列微結(jié)構(gòu)超材料（人造材料，具有在自然界中不存在的屬性），即能在每單位質(zhì)量密度下保持幾乎恒定的硬度，即使是在超低密度的情況下。未來具有這些特性的材料可能會被用于開發(fā)飛機、汽車和航天器的零部件。

“這些輕質(zhì)材料能夠承受的負荷至少是其自身重量的160,000倍。實現(xiàn)超高硬度的關(guān)鍵是，材料中的所有微結(jié)構(gòu)元素被設(shè)計成在載荷下不彎腰。”研究人員表示。

這種高強度材料由多中成分組成，包括聚合物、金屬和陶瓷。

這種添加型的微制造過程涉及使用微反射鏡顯示芯片，以用光敏材料一次創(chuàng)建高保真3D部件層。它允許團隊使用復(fù)雜的3D微觀尺度迅速生產(chǎn)該材料。

“我們的微結(jié)構(gòu)材料具有由它們的微觀幾何布局而決定屬性，而不是由化學(xué)成分決定的。”LLNL的工程師Chris Spadaccini表示，“我們用投影微立體光刻技術(shù)制作的這些材料。”

“現(xiàn)在我們可以使用臺式機打印堅硬的彈性材料，這使我們能夠迅速做出許多樣本，并分析它們的機械性能。”研究人員表示。