此类材料能高效吸收机械冲击。
在追求高性能与环境责任兼具材料的道路上，研究人员将目光投向自然界的智慧。这一探索方向最具前景的成果之一，便是生物基石墨烯泡沫的诞生。这些轻质多孔结构由可再生资源与先进纳米技术共同构建而成。
在欧盟"Bio.3DGREEN"项目中，由汉诺威激光中心（LZH）协调的14家合作伙伴，成功利用可再生原料研发出石墨烯泡沫。
面向汽车与航空航天领域的可持续轻质材料
该项目旨在为汽车、航空航天及船舶行业提供传统减震轻质材料的可持续替代方案。这类材料既具备自然系统的高效特性，又拥有工业应用所需的卓越机械性能与功能性。
诸多生物系统——如海绵状骨骼或植物组织——虽具高孔隙率却展现出惊人强度。科学家从这些结构中汲取灵感，设计出具有类似特性的石墨烯基泡沫。通过将石墨烯构建成三维网络结构，研究人员创造出能承受反复压缩并恢复原形的材料。
生物基石墨烯泡沫
这项创新的关键意义在于转向生物衍生前体。生产过程中摒弃化石基化学品，采用可再生原料，既降低环境影响，又支持可持续制造实践。
生物基石墨烯泡沫的核心优势在于兼具低密度与高机械回弹性。此类材料能高效吸收机械冲击，特别适用于能量耗散关键领域。据报告显示，与传统泡沫随使用时间降解不同，石墨烯基泡沫即使经历反复应力循环仍能保持结构完整性。
这种柔韧性与强度的平衡，使其在严苛工况下具备替代传统材料的巨大潜力。
由于该材料首次应用于增材制造，打印工艺面临挑战：由涂层金属颗粒与植物油构成的浆料需专门开发的输送系统。此外，研究团队还将确定实现精密材料加工的最佳激光波长。
通过"Bio.3DGREEN"项目，合作伙伴致力于证明石墨烯泡沫增材制造技术可成为生产减震、降噪及/或轻质结构的高性能可持续替代方案。
随着研究深入，生物基石墨烯泡沫预计将在追求性能与可持续性并重的领域获得更多关注。制造工艺的进步与环保意识的提升，或将加速其从实验室创新迈向商业化应用。
生物基石墨烯泡沫代表了融合强度、柔韧性与可持续性的新一代材料。通过效法自然与利用可再生资源，它们为诸多工业挑战提供了前瞻性解决方案。随着持续发展，这类材料有望在构建更可持续、更高效的未来中发挥关键作用。
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