Nếu như hồi đầu năm, danh hiệu vật liệu nhẹ nhất thế giới đã thuộc về vật liệu aerogel ống nano cacbon đa vách (MWCNT) hay "khói đóng băng" với mật độ 4 mg/cm3 thì hôm nay, MWCNT đã bị truất ngôi bởi một vật liệu kim loại có mật độ chỉ 0,9 mg/cm3 - nhẹ hơn Styrofoam xấp xỉ 100 lần. Mặc dù có 99,99 % thể tích mở, vật liệu mới lại rất cứng và có khả năng hấp thụ năng lượng tốt. Vì vậy, vật liệu có tiềm năng được áp dụng trong nhiều lĩnh vực.
0,01% vật liệu là một mạng lưới mắt cáo siêu nhỏ không chứa không khí. Mạng lưới này gồm rất nhiều ống rỗng niken-photpho với độ dày thành ống chỉ 100 nm (mỏng hơn 1000 lần sợi tóc người). Các ống được thiết kế góc cạnh để kết nối tại các điểm nút theo quy tắc lặp lại giống dấu hoa thị.
Cấu tạo vật liệu được rút ra từ những cấu trúc lớn hơn điển hình như tháp Eiffel vốn được xem là công trình bằng kim loại có trọng lượng nhẹ nhờ thiết kế mắt cáo phân cấp. Theo tính toán, nếu 7300 tấn kim loại sử dụng trên tháp Eiffel được nấu chảy, nó chỉ lấp đầy khoảng 6 cm của một cấu trúc có diện tích 125 m2.
Dựa theo ý tưởng trên, vật liệu siêu nhẹ với cấu trúc mắt cáo cũng có thể thừa hưởng những lợi ích tương tự theo tỉ lệ nhỏ hơn. Theo các nhà nghiên cứu, độ mỏng của thành ống được đo ở đơn vị nanomet, đường kính ống chỉ vài micron, độ dài ống cũng vào khoảng vài mm và mạng lưới mắt cáo gồm nhiều ống chỉ được tính bằng cm.
Bên cạnh mật độ siêu thấp, các nhà nghiên cứu cho biết cấu trúc lưới mắt cáo của vật liệu khiến nó có khả năng hấp thụ năng lượng cao đáng ngạc nhiên. Cụ thể, vật liệu có thể phục hồi hoàn toàn từ tình trạng nén vượt quá 50% độ căng ban đầu. Lý do là tỉ lệ giữa độ mỏng của thành ống và đường kính vật liệu quá nhỏ khiến các ống trở nên đàn hồi. Vì vậy, đặc tính này có thể được sử dụng cho các điện cực của pin, chất xúc tác bổ trợ và các bộ rung hay giảm chấn.
Vật liệu được phát triển bởi một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ đại học California tại Irvine (UC Irvine), viện công nghệ California (Caltech) và công ty HRL Laboratories để phục vụ cho công tác nghiên cứu của Cơ quan các dự án phòng thủ tiên tiến Hoa Kì (DARPA).
Nguồn: Gizmag