โครงสร้าง ไมโครแลตติซโลหะเป็นวัสดุโลหะพรุนสังเคราะห์ที่ประกอบด้วยโฟมโลหะน้ำหนักเบาพิเศษ มีความหนาแน่นต่ำเพียง 0.99 มก./ซม^³ (0.00561 ปอนด์/ฟุต^³ ) จึงเป็นหนึ่งในวัสดุโครงสร้างที่เบาที่สุดที่วิทยาศาสตร์รู้จัก^{[ 1 ]}ได้รับการพัฒนาโดยทีมนักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการ HRLในแคลิฟอร์เนียร่วมกับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เออร์ไวน์และCaltechและประกาศครั้งแรกในเดือนพฤศจิกายน 2011 ตัวอย่างต้นแบบทำจาก โลหะ ผสมนิกเกล - ฟอสฟอรัส^{[ 2 ]}ในปี 2012 ต้นแบบไมโครแลตติซได้รับการประกาศให้เป็นหนึ่งใน 10 นวัตกรรมที่เปลี่ยนแปลงโลกโดยPopular Mechanics ^{[ 3 ]}เทคโนโลยีไมโครแลตติซโลหะมีศักยภาพในการใช้งานมากมายในด้านวิศวกรรมยานยนต์และ การ บิน^{[ 4 ]}การศึกษาทบทวนเปรียบเทียบอย่างละเอียดระหว่างโครงสร้างแลตติซโลหะประเภทอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่ามีประโยชน์สำหรับการลดน้ำหนัก แต่มีต้นทุนการผลิตสูง^{[ 5 ]}

เพื่อสร้างไมโครแลตติสโลหะ ทีม HRL/UCI/Caltech ได้เตรียม แม่แบบ โพลีเมอร์โดยใช้เทคนิคที่อิงกับการสร้างท่อนำคลื่นแบบ แพร่กระจายเอง ^{[ 6 ] [ 7 ]}แม้ว่าจะมีการระบุว่าสามารถใช้วิธีอื่นในการสร้างแม่แบบได้^{[ 8 ]}กระบวนการนี้จะส่งแสง UVผ่านหน้ากากที่มีรูพรุนเข้าไปในอ่างเก็บเรซิน ที่แข็งตัวด้วย UV การ"ดักจับ" แสงแบบคล้ายใยแก้ว นำแสง เกิดขึ้นเมื่อเรซินแข็งตัวใต้รูแต่ละรูในหน้ากาก ทำให้เกิดเส้นใยโพลีเมอร์บาง ๆ ตามเส้นทางของแสง โดยการใช้ลำแสงหลายลำ เส้นใยหลายเส้นสามารถเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างแลตติสได้

กระบวนการนี้คล้ายกับโฟโตลิโทกราฟีตรงที่ใช้หน้ากากสองมิติเพื่อกำหนดโครงสร้างแม่แบบเริ่มต้น แต่แตกต่างกันที่อัตราการก่อตัว: ในขณะที่สเตอริโอลิโทกราฟีอาจใช้เวลาหลายชั่วโมงในการสร้างโครงสร้างที่สมบูรณ์ กระบวนการนำคลื่นแบบก่อตัวเองช่วยให้สามารถสร้างแม่แบบได้ภายใน 10–100 วินาที ด้วยวิธีนี้ กระบวนการนี้ทำให้สามารถสร้างวัสดุโครงสร้างตาข่าย 3 มิติแบบอิสระขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็วและปรับขนาดได้ จากนั้นแม่แบบจะถูกเคลือบด้วยโลหะบาง ๆ โดยการชุบนิกเกิลแบบไร้ไฟฟ้า และแม่แบบจะถูกกัดออกไป เหลือไว้ซึ่งโครงสร้างโลหะพรุน แบบเป็นคาบและเป็นอิสระนิกเกิลถูกใช้เป็นโลหะไมโครแลตติสในรายงานฉบับดั้งเดิม เนื่องจากกระบวนการตกตะกอนด้วยไฟฟ้า วัสดุ 7% ประกอบด้วยอะตอมฟอสฟอรัสที่ละลาย และไม่มีตะกอน^{[ 8 ]}

โครงสร้างไมโครแลตติซโลหะประกอบด้วยเครือข่ายของแท่งกลวงที่เชื่อมต่อกัน ในตัวอย่างไมโครแลตติซที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดที่รายงาน แท่งแต่ละแท่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100 ไมโครเมตรโดยมีผนังหนา 100 นาโนเมตรโครงสร้างที่สมบูรณ์มีอากาศประมาณ 99.99% โดยปริมาตร^{[ 2 ]}และตามธรรมเนียมแล้ว มวลของอากาศจะถูกยกเว้นเมื่อคำนวณความหนาแน่นของไมโครแลตติ^{ซ [ 8 ]}เมื่อพิจารณามวลของอากาศที่อยู่ระหว่างแท่ง ความหนาแน่นที่แท้จริงของโครงสร้างจะอยู่ที่ประมาณ 2.1 มก./ซม^³ (2.1 กก./ม^{³ ) ซึ่งมีเพียงประมาณ 1.76 เท่าของความหนาแน่นของอากาศที่อุณหภูมิ 25 °C วัสดุนี้ได้รับการอธิบายว่าเบากว่า} สไตรอฟอร์มถึง100 เท่า^{[ 9 ]}ไมโครแลตติซยังสามารถแข็งแรงกว่าพอลิเมอร์ทั่วไปถึง 100 เท่า^{[ 10 ]}

โครงสร้างไมโครแลตติสโลหะมีลักษณะเฉพาะคือมีความหนาแน่นต่ำมาก โดยสถิติในปี 2011 ที่ 0.9 มก./ซม^³จัดเป็นค่าที่ต่ำที่สุดในบรรดาของแข็งที่รู้จัก สถิติก่อนหน้านี้ที่ 1.0 มก./ซม^³เป็นของซิลิกาแอโรเจลและ มีการอ้างว่า แอโรกราไฟต์มีความหนาแน่น 0.2 มก./ซม³ ^{[ 11 ] ใน}ทางกล โครงสร้างไมโครแลตติสเหล่านี้มีพฤติกรรมคล้ายกับอีลาสโตเมอร์และสามารถคืนรูปทรงได้เกือบสมบูรณ์หลังจากการบีบอัดอย่างมาก^{[ 12 ]}ซึ่งทำให้พวกมันมีข้อได้เปรียบอย่างมากเหนือแอโรเจลรุ่นก่อนๆ ซึ่งเป็นสารที่เปราะและคล้ายแก้ว คุณสมบัติแบบอีลาสโตเมอร์ในโครงสร้างไมโครแลตติสโลหะนี้ยังส่งผลให้มีการดูดซับแรงกระแทกอย่างมีประสิทธิภาพค่าโมดูลัสของยัง E ของพวกมันแสดงการปรับขนาดที่แตกต่างกันกับความหนาแน่น ρ, E ~ ρ² ^{เมื่อ}เทียบกับ E ~ ρ³ ^ในแอโรเจลและโฟมคาร์บอนนาโนทิว บ์ ^{[ 8 ]}

โครงสร้างไมโครแลตติซโลหะอาจพบการใช้งานที่มีศักยภาพในฉนวนกันความร้อนและการสั่นสะเทือน เช่นโช้คอัพและอาจมีประโยชน์ในฐานะอิเล็กโทรดแบตเตอรี่และตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยา^{[ 8 ]}นอกจากนี้ ความสามารถของไมโครแลตติซในการกลับคืนสู่สภาพเดิมหลังจากถูกบีบอัด อาจทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานแบบสปริง^{[ 2 ]}ผู้ผลิตยานยนต์และอากาศยานกำลังใช้เทคโนโลยีไมโครแลตติซเพื่อพัฒนาโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพสูง ซึ่งรวมฟังก์ชันหลายอย่าง เช่น การเสริมแรงโครงสร้างและการถ่ายเทความร้อน เข้าไว้ในส่วนประกอบเดียวสำหรับยานยนต์สมรรถนะสูง^{[ 4 ]}

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโทรอนโต ได้สร้าง วัสดุที่คล้ายกันแต่มีความหนาแน่นมากกว่า ซึ่งประกอบด้วยชั้นนิกเกิลนาโนคริสตัลไลน์ที่ตกตะกอนด้วย ไฟฟ้าบนโครงสร้างโพลีเมอร์ แบบพิมพ์เร็วในปี 2551 ^{[ 13 ]}ในปี 2555 นักวิจัยชาวเยอรมันได้สร้าง โฟม คาร์บอนที่รู้จักกันในชื่อแอโรกราไฟต์ซึ่งมีความหนาแน่นต่ำกว่าไมโครแลตติซโลหะเสียอีก^{[ 14 ]} ในปี 2556 นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้พัฒนา แอโรเจลที่ทำจากคาร์บอนซึ่งอ้างว่ามีน้ำหนักเบากว่ามาก^{[ 1 ]}

โครงสร้างนาโนแบบ ท่อ เช่นโครงสร้างนาโนแบบตาข่ายเป็นโครงสร้างที่คล้ายกันแต่มีขนาดเล็กกว่า

• วิดีโอแสดงการบีอัดโครงสร้างจุลภาคโลหะผ่านทาง YouTube