一种由奈米碳支柱制成的超轻材料结构，比头发还细，却比目前制造防弹背心的必要材料“克维拉（Kevlar）纤维”更轻也更坚韧。
图案化奈米结构根据排列方式不同，可以赋予材料独特特性，比如异常轻盈或弹性等，也因此被视为下一代更轻、更坚固防护涂层、防爆盾、轻质装甲、防弹背心等抗冲击有效材料，只是多数还未经测试。
虽然一般情况下碳很脆，但来自麻省理工学院、加州理工学院与瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家们，将光敏树脂经双光子光刻技术激光处理后，固化形成由重复微观支柱组成的四面晶格图案，接着洗掉多余树脂并将其放入高温真空室，把这种聚合物转化为超轻碳结构，团队指出新材料的晶格特性可透过微调成橡胶状的弯曲结构来改变。
为了测试新型奈米碳支柱超轻材料的快速变形情况，研究人员进行了微粒冲击实验。
当激光穿过涂有金膜与氧化硅颗粒（14 微米宽）的载玻片时，会产生等离子体（快速膨胀的气体）并将氧化硅颗粒推向目标，喷射速度达每秒 40 ～1,100 米，接着使用高速摄影机捕捉微粒撞击新材料的结果，确定新材料吸收了这些超音速（supersonic）颗粒，而不是被一击撕裂。
▲ 高速摄影机捕捉微粒撞击新材料。
为了更仔细观察，研究人员还切开了被氧化硅微粒嵌入的材料面，发现微粒正下方区域虽然受到撞击而皱缩，但周围结构仍完好无损。根据分析，这种新材料能比相等重量的钢、铝甚至克维拉（Kevlar）纤维更有效吸收冲击能量，如果能找出扩大生产规模的方法，将能设计出更坚固、更轻的各种保护材料。
新论文发表在《自然材料》（Nature Materials）期刊。
- Ultralight material withstands supersonic microparticle impacts
- Ultralight armor material made of tiny carbon struts outperforms Kevlar
（图片来源：麻省理工学院）
