钛是非常令人印象深刻的(像钢一样坚固但重量只有一半)，但科学家们认为它们可以做得更好。在自然科学报告期刊上发表的一篇论文中，来自宾夕法尼亚大学和美国伊利诺伊大学，土耳其中东技术大学和英国剑桥大学的团队描述了建造一片纳米级镍毛孔使它像钛一样坚固，但再次轻四到五倍。
毛孔的空隙以及它们的自组装过程使得多孔金属类似于天然材料，例如木材。
研究人员说，正如木纹的孔隙度起到传递能量的生物功能一样，这种“金属木材”的空间也可以注入其他材料。例如，将脚手架与阳极和阴极材料一起注入将允许其用于也是电池的平面翼或假肢。
“我们称之为金属木材的原因不仅仅是它的密度，这与木材的密度有关，而是它的细胞性质，”领导这项研究的宾夕法尼亚州的詹姆斯皮库尔说。
“细胞材料是多孔的;如果你看看木纹，那就是你所看到的。那些厚而密的部分用于固定结构，部分是多孔的，用于支持生物功能，如往返运输细胞。”
他补充说，他们的材料结构是相似的，但是它们在长度尺度上运行，其中支柱的强度接近理论最大值。
这就是故事的基础。即使最好的天然金属也存在原子排列缺陷，这限制了它们的强度。修复或避免缺陷，并限制限制。
研究人员表示，每块原子与其邻居完美对齐的钛块比现在生产的块强10倍。
材料科学家一直试图通过采用建筑方法来利用这种现象，设计具有必要几何控制的结构来解锁纳米尺度产生的机械性能，其中缺陷减少了影响。
“我们已经知道，变小会让你在一段时间内变得更强大，”Pikul说，“但是人们无法用强大的材料制造这些结构，这些材料足够大，你可以做一些有用的事情。
大多数用坚固的材料制成的例子都是一个小型跳蚤的大小，但通过我们的方法，我们可以生产出400倍大的金属木材样品。”
这种方法始于微小的塑料球，直径几百纳米，悬浮在水中。当水慢慢蒸发时，球体像炮弹一样沉降并堆积，形成有序的结晶框架。
使用电镀技术，在轮毂盖上添加一层薄薄的铬，然后研究人员用镍浸入塑料球体。一旦镍就位，塑料球就会溶剂溶解，形成一个开放的金属支柱网络。
由于大约70%的所得材料是空的空间，因此这种镍基金属木材的密度与其强度相比极低。密度与水相当，材料的砖块会漂浮。
以商业相关尺寸复制这种生产工艺是下一个挑战。与钛不同，所涉及的材料本身都不是特别稀有或昂贵，但目前在纳米尺度上使用它们所需的基础设施是有限的。
一旦研究人员能够生产更大尺寸的金属木材样品，他们就可以开始进行更多的宏观测试。例如，更好地理解其拉伸性能是至关重要的。
“例如，我们不知道我们的金属木材会像金属一样凹陷，还是会像玻璃一样破碎。” 皮库尔说。“就像钛的随机缺陷限制了它的整体强度一样，我们需要更好地了解金属木材支柱的缺陷如何影响其整体性能。
