更轻更强 我国研制出轻质高强金属力学超材料
材料是人类生活和生产的物质基础，它与能源、信息共同构成了社会发展的三大支柱。可以说，材料的发现与利用反映了人类认知水平以及科技水平的发展程度，影响着生产力这一关键要素的进步，是人类文明推进的“源动力”之一。而在如今的众多材料中，金属材料的意义与价值又尤为特殊。 金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料，这类材料在文明发展的过程中，应用研究历史长，应用也非常广泛，并且时至今日还在不断的发展。甚至可以说，对于金属材料的开发，影响了人类历史的发展进程。 而实际上，金属材料本身也是一个笼统的概念，可以细化出非常多的类别，其中包括了传统材料与新材料，因此科学家对于金属材料的开发从未停止过。 在金属材料中，有一类特殊的人造材料——金属力学超材料。金属力学超材料又称为金属点阵材料，从概念上来说，就是是由特定结构单元在三维空间按一定规律排列而构成的多孔金属材料具有强度高、体质轻的特点。这类材料是目前的热门课题，在航空航天、轨道交通、船舶、工业建设、能源等产业都被寄以厚望。 而就在最近，我国科学家成功研制出了新一代的金属力学超材料。据悉，上海交通大学材料科学与工程学院的顾剑锋教授团队联合澳大利亚皇家墨尔本理工大学马前教授团队，成功打印出了密度仅为1.63克/立方厘米的钛合金(Ti-6Al-4V)力学超材料，这种材料的屈服强度达到了308兆帕，最大压缩强度为417兆帕。或许许多人对这个数据没有感念。拿我们生活中常见的304不锈钢进行对比，304不锈钢的密度是7.93克/立方厘米，其屈服强度为205兆帕，也就是说，这种新材料远比304不锈钢轻，但是强度却更高。 而与材料本身相比，该成果更重要的是提供了一种更合理的新材料研究模式。 据悉，这种新材料的开发过程是从力学模型的研究开始的。研究团队从经典Gibson-Ashby模型出发建立了多变形机制共同作用条件下的力学模型，从而实现了对不同孔隙率的金属力学超材料的强度和弹性模量的有效预测。这相当于对对Gibson-Ashby经典模型进行了从基本原理到应用范围的全方位拓展。对于未来进一步研究金属或者非金属力学超材料都有重要的意义。 结语：事实上，这种新型钛合金材料诞生的背后，还反映着技术发展对于材料研究的积极影响。例如3D打印技术的出现，就为材料还原理论模型结构提供了技术基础。可以说，材料在历史中的发展，其实是与技术相互影响的。或许在未来的某一天，越来越多如今匪夷所思的材料会成为我们生活中稀松平常的一部分。
