新型轻量化金属复合泡沫材料 竟能漂浮在水上

凤凰科技讯北京时间5月15日消息，据科学日报报道，近日研究人员展示了一种新型的金属基复合材料，它是如此轻以至于可以漂浮在水面上。由这样轻量化材料制成的复合物在水里将不会下沉，即使它的结构受到了一定的破坏。这种新材料还具有改善汽车燃料经济的潜力，因为它将轻量化和耐热性结合起来。

这种材料可以漂浮在水上

尽管复合泡沫塑料已经存在了很多年，这是研发的第一款轻量化金属基复合材料泡沫塑料。这项工作是由深泉技术学院(DST)和美国纽约大学理工学院的研究人员小组进行的。

碳化硅空心颗粒的加入增强了这种镁合金基复合材料，它的密度只有0.92克每立方厘米，相比之下水的密度为1克每立方厘米。它不仅拥有比水还低的密度，还足够强可以忍受海洋环境里的严峻条件。

近些年科学家们都在努力研发轻量化聚合物基复合材料，用于取代汽车和海洋船只使用的更重的基于金属的部件。研发新复合材料的技术已经接近成熟，或可以在未来三年内进入原型测试阶段。研究人员解释道，这种新型复合泡沫塑料的轻量化和高浮力可以让很多水陆两栖的车辆受益，例如美国海洋公司研发的“超重型两栖连接器”( Ultra Heavy-lift Amphibious Connector，简称UHAC)。

“这种轻量化金属基复合材料的最新发展可能让材料使用的钟摆偏向金属材料，” 研究合作作者、美国纽约大学理工学院机械和航空工程系教授尼基尔•古普塔(Nikhil Gupta)预测道。“对于发动机和排气装置部件里的这些复合物而言，金属忍受高温的能力将是一个巨大的优势。”

DST和NYU研发的复合泡沫塑料具备泡沫的轻，但同时又有足够的强度。这种泡沫塑料的秘密在于首先从镁合金形成的基开始，通过添加由DST研发的牢固、轻量化碳化硅空心球体形成泡沫。单一球体的壳在断裂前能够忍受每平方英寸25000磅的压力，这大约是消防软管可以忍受的最大压力的100倍。这种中空颗粒还能够为这些泡沫塑料提供撞击保护，因为在断裂过程中每个壳的作用相当于一个能量吸收器。通过向金属基添加更多或者更少的壳以满足具体应用的需要，这种复合材料可以自定义密度和其它特性。这一概念也可以被用于其它不易燃的镁合金。(编译/严炎刘星)