Bildet, over, av et metallgitter som sitter på hodet av en løvetann uten å forstyrre en eneste fjærete tuft, kan se ut som Photoshopped. Men det er det ikke. Det er et skikkelig fotografi av en av de mer interessante utviklingen innen nyere materialvitenskap - et metallmikrolys som er 100 ganger lettere enn Styrofoam.
"Det er i utgangspunktet 99, 9 prosent luft, " sier Sophia Yang, en forsker ved HRL Laboratories, der mikrolattene ble oppfunnet.
For å lage mikromatikk av metall, begynner forskere med en polymerstruktur. Denne strukturen er skapt ved å skinne ultrafiolett (UV) lys gjennom et filter på flytende polymer. Prosessen danner en herdet 3D-struktur nesten umiddelbart. Avhengig av den kjemiske sammensetningen av polymeren, kan den resulterende strukturen være myk eller stiv, lett eller tung. Disse mikrolattstrukturene har en rekke potensielle anvendelser i seg selv - en myk polymer mikrolatt kan være nyttig for å lage komfortable, men ekstremt beskyttende sykkelhjelmer, for eksempel.
"Det føles nesten som minneskum, " sier Yang.
For å skape metallstrukturen i løvetannebildet, er en polymerstruktur belagt med et ekstremt tynt lag nikkel - omtrent 100 nanometer tykt, eller 1000 ganger tynnere enn et menneskehår. Deretter brukes en kjemisk forbindelse for å oppløse polymeren inne i nikkelen. Resultatet er en serie med hule rør.
Strukturen etterligner sammensetningen av bein, som er stive på utsiden, men stort sett hule på innsiden.
Forskere ved HRL har jobbet med mikrolatten siden 2007, da prosessen for å lage polymermikrolatt ble først opprettet. Yang og andre har siden arbeidet med å skalere opp produktet - det første stykket av polymermikrolysen var omtrent 1 tomme for 1 tomme, mens nyere strukturer har vært så langt som 5 fot - og utvikler ytterligere prosesser, for eksempel metallbelegg .
Ettersom HRL er felleseid av Boeing og General Motors, har forskere fokusert på romfarts- og bilapplikasjoner for mikrattatt. En av de mest lovende potensielle bruksområdene kan være innen luftfart, sier Yang, der forskjellige deler av flyets struktur kan bygges fra det ultralette metallmikrostaten. Dette kan være hvilken som helst del av flyet som "må være lett og likevel strukturelt tåle en belastning, " sier Yang.
Dette inkluderer et flys gulv, tak, bys vegger, toalettvegger og mer. Disse strukturene er vanligvis laget av bikakesandwich-paneler, solide ark med "sandwiching" av hule sekskantede søyler som ligner honningkake. Honningkake sandwichpaneler er mye brukt for sin styrke og lette natur. Men metallmikrolys er langt lettere. Å bytte ut bikakensandwichplater med mikrotype kan gjøre fly betydelig lettere, noe som betyr at de trenger mindre drivstoff. Dette har store miljømessige fordeler så vel som økonomiske fordeler. Det samme prinsippet kunne gjelde for biler, og til og med for romskip - HRL ble nylig utnyttet for å jobbe med NASA på neste generasjon av romskytingskjøretøyet, og produserer ultralette paneler til kjøretøyets flykrok. Forskere estimerer at materialene deres kan redusere kjøretøyets vekt med hele 40 prosent.
"Lette og multifunksjonelle materialer og strukturer er et av NASAs hovedfokusområder som kan ha størst innvirkning på fremtidige NASA-oppdrag innen menneskelig og robotutforskning, " sier Steve Jurczyk, administrator for NASAs direktorat for romteknologimisjon, i en pressemelding fra NASA. "Disse avanserte teknologiene er nødvendige for at vi skal kunne lansere sterkere, men allikevel lettere romfartøy og komponenter når vi ser for å utforske en asteroide og etter hvert Mars."
Mye lenger nede i veien kan metallmikrolattice ha medisinsk bruk. De små rørene har potensiale til å brukes som en kunstig lunge, sier Yang.
Puster gjennom det samme materialet som ble brukt til å bygge rakettskip: nå lever det i fremtiden.
