3D 打印的“超材料”具有自然界或制造业中不常见的强度/重量水平，它可能会改变我们制造从医疗植入物到飞机或火箭部件等各种物品的方式。

皇家墨尔本理工大学的研究人员用普通的钛合金创造了这种新的超材料，该术语用于描述具有自然界中未观察到的独特性能的人造材料。

但正是该材料独特的晶格结构设计(最近在《先进材料》杂志上披露)使它变得非常不常见：测试表明，它比航空航天应用中使用的类似密度的下一个最强合金强 50%。

由空心支柱制成的格子结构最初的灵感来自于大自然：维多利亚睡莲或耐寒的风琴管珊瑚(Tubipora musica)等坚固的空心茎植物向我们展示了将轻盈和强度结合起来的方法。

然而，正如皇家墨尔本理工大学杰出教授马前所解释的那样，数十年来在金属中复制这些中空“蜂窝结构”的尝试都因可制造性和集中在中空支柱内部区域的负载应力等常见问题而受挫，从而导致过早失效。

“理想情况下，所有复杂细胞材料中的压力应该均匀分布，”钱解释道。

“然而，对于大多数拓扑结构来说，通常只有不到一半的材料主要承受压缩载荷，而较大体积的材料在结构上无关紧要。”

博士 候选人乔丹·诺罗尼亚 (Jordan Noronha) 拿着以立方体形式 3D 打印的新型钛晶格结构样品。图片来源：皇家墨尔本理工大学。

通过将 3D 打印设计推向极限，RMIT 团队优化了一种新型晶格结构，以更均匀地分布应力，从而提高其强度或结构效率。

“我们设计了一种空心管状晶格结构，内部有一条细带。这两个元素一起展现了自然界中从未见过的强度和轻盈度，”钱说。