有没想过有一天热气球不再是现在的热气球样子，你无需需要一个真正的气球，而是需要一个比空气轻的材料，就可以乘着它漫游天空？

麻省理工的科学家们正是这么想的，他们尝试通过3D打印石墨烯材料发明这样的“热气球”，然而，他们发现他们发明的结构可能做热气球并不合适，但这种比空气轻、强度为钢的10倍的结构材料却打开了建筑领域的应用前景。

图片：麻省理工的超轻超硬结构材料

没错！只是看图片，你或许会以为这种材料是珊瑚。这样的颜色，这样的画风给人感觉似乎离刚性强这样的力学特征很远。然而，奥妙正式来自于其看似曼妙的外观结构…

来源：3ders

（A）三维石墨烯的几种建模结构，包括从左到右，均匀分布的碳原子结构；具有三角形晶格的螺旋结构，进一步精细化为具有六角形晶格的螺旋结构。 （B）从左到右L = 3,5,10,15,20 nm五种大小的结构。（C）各种L值和壁厚的3D打印样品。（D）和（E） 3D打印样品的拉伸和冲击试验。

麻省理工学院的研究小组使用了一种高精度多材料3D打印机来制造这种强大的轻质材料。通过熔融石墨烯薄片，研究人员能够制造出超强大的三维结构。

来源：MIT

重新设置石墨烯结构的想法类似于一张纸的形式变化: 当你把一张纸卷成管状，它的强度远大于压平或者弄皱的时候，管状形式因为他们的承受力加强已经在建筑中得到应用, ,芝加哥的威利斯大厦, 就使用了一个管状结构体系。3D打印技术使得*聪明的材料工程师可以用全新的形状和形式进行实验，通过结构提升材料的强度。

麻省理工学院的这项研究成果发表在Science Advances上，通过压缩薄片状的石墨烯，结合热和压力，*终产生一个强大的，稳定的结构，看起来有点像珊瑚。这种材料的意义在于对于建筑的环保也非常有利，它的多孔结构和增大的表面积可以过滤水或空气，对于未来的绿色建筑结构有潜在的应用前景。如果将这种结构放大几十倍几百倍用于建筑，碳元素材料带来稳定的化学和机械性能，面对类似于超强风暴，涨潮等外界因素，这种材料的特性可以使得建筑具有更好的韧性。

科学家们越来越发现结构和形状对于实现材料本身的强度同样重要。这样的结构性材料的潜在应用并不紧紧局限于地球上的建筑。还可以用来在太空建造空间站,甚至在其他星球上建造人类移居地,尤其是轻质建筑材料可以显著降低成本。

有趣的是科学家们发现这种结构材料如此强大，却不是材料本身的属性。通过复制其他材料，如塑料和金属，同样可以获得超强的力学性能结果。

这个发现可能会在许多领域产生影响，例如混凝土结构，桥梁，而这些微小的几何形状也可以被证明是有用的过滤系统，无论是用于水过滤或是化学过滤处理。