Az ultrakönnyű anyagokat – például a fémhabokat – gyakran használják hő- és hangszigetelőként, katalizátorokban, valamint akkumulátorok elektródájának megtámasztásához. Eddig a fagyott füst gúnynévvel illetett aerogélek voltak a világ legkönnyebb anyagai, amik akár egy milligram per köbcentiméter sűrűségűek is lehetnek. Vagyis szobahőmérsékleten és tengerszinten ritkábbak, mint a levegő.

Az aerogélekkel és a fémhabokkal az a gond, hogy véletlenszerű a struktúrájuk. Az aerogélek úgy készülnek, hogy a gél folyékony összetevőjét gázra cserélik, ám így mikroszkopikus gyöngynyaklánchoz hasonló, szilárd szálak maradnak benne. Keszekusza felépítésük miatt ezek az anyagok gyengébbek, mint az eredeti anyag, amiből készülnek.

Tobias Schaedler és munkatársai rendezett struktúrájú fémrácsokat hoztak létre, amik erősebbek és keményebbek, mint az eredeti alapanyag – írja a Science című tudományos lap leegutóbbi száma. A kaliforniai HLR Laboratories munkatársai az Eiffel-torony szerkezetét próbálták sokkal kisebb méretben megvalósítani.

A kutatók egy folyékony fotopolimerrel vágtak bele a rács megépítésébe. A fotopolimerek olyan molekulák, amik fény hatására megváltoztatják bizonyos tulajdonságaikat. Ultraibolya fénnyel mintákat vetítettek a fotopolimerre, így hozták létre a háromdimenziós rácsot, amit nikkel-foszfor ötvözettel vontak be.

A következő lépésben lúggal kezelték a rácsot, kimarták vele a polimert. Így csak a 100-500 mikron széles, azaz hajszálvékony, és ennél ötször vékonyabb nikkel-foszfor csövek maradtak meg. Ezeknek a csöveknek a fala csupán 100-500 nanométeres, tehát ezerszer vékonyabb az emberi hajnál.

A rácsozat az aerogéleknél is könnyebb, köbcentinként 0,9 milligrammos. A kísérletekből kiderült, hogy az anyag nagyon ruganyos, akkor is visszaugrik eredeti méretére, ha a felére préselik össze. Schaedler és kollégái most más anyagokból próbálnak hasonló rácsot készíteni, például gyémántból, polimerekből és kerámiákból.