如果仔细研究化学元素周期表，就可以发现一个有趣的现象：密度小的金属的化学性质活泼（如锂、钠、镁等），密度大的金属的化学性质不活泼（如金、铂等）。

我们知道，许多应用场合都是在满足使用要求的前提下，尽量降低材料的重量，这样就可以大幅度地节约能源，保护环境。

随着航空航天工业和汽车等行业的迅猛发展，人们为了节省能源和各种费用，一直致力于用轻质且强度大的材料来代替传统材料。

这样就存在一个矛盾，即采用轻质金属虽然可以减小重量，降低能源消耗，但其化学性质太活泼，极易氧化或者燃烧，强度较低，无法达到工程应用的目的。

美国有位叫科克斯的科学家突发奇思妙想：既然引起轻质金属发生化学反应的“罪魁祸首”是空气，那么，在真空中轻质金属会不会是很稳定的呢？果真如此的话，虽然这些轻质金属在地球上不能大量使用，但是在太空中却是大有用武之地的。因为那里是真空的！

许多小朋友都玩过吹肥皂泡的游戏，如果用小细管向肥皂水中吹气，会产生大量的泡沫，小小的一滴肥皂水就可以变成大大的气泡。利用这个原理，1991年，科克斯在“哥伦比亚”号航天飞机上把锂、镁、铝等轻金属放在了一个石英瓶内，在用太阳能将这些金属熔化成液体后，再在熔化的金属中通入氢气，使金属产生了大量气泡。金属冷凝后就形成了到处是微孔的泡沫金属（见图31-1）。

图31-1 泡沫金属

泡沫金属中的泡沫结构能使材料的体积大大扩张，获得更大的横截面，因此用泡沫金属制造的飞行器可以把总重量降低一半左右。当泡沫金属承受压力时，由于气孔塌陷导致的受力面积增加和材料应变硬化效应，使得泡沫金属具有优异的冲击能量吸收特性。实验证明：用泡沫金属制成的轴比同样重量的实心轴的刚性高得多。

现在，美国已经将这种泡沫金属应用在了最新的航天器——“好奇号”火星探测器（见图31-2）上，这对于航天探测事业起到了巨大的推动作用。

目前，美国正在致力于用轻质金属泡沫材料建造新一代的宇宙空间站，因为用这种泡沫金属建造的空间站除了重量小、强度大等优点之外，还可以在结束其使命重返地球时，在进入大气层的那一刻与空气剧烈燃烧，形成气体或者粉末，不至于留在宇宙空间中成为太空垃圾。

泡沫金属还是一种制造过滤器的理想材料。利用泡沫金属的通孔对流体介质中固体粒子的阻留和捕集作用，可以将气体或液体进行过滤与分离，从而达到介质的净化或分离作用，如从水中分离出油、从冷冻剂中分离水等。(www.daowen.com)

多孔泡沫金属具有强大的能量吸收能力，利用它的弹性变形还可以吸收大部分冲击能量，如汽车的保险杠、航天器的起落架、各种缓冲器、矿冶机械的能量吸收衬层、汽车乘客座位前后的可变形材料等，采用较多的是铝制泡沫金属。

图31-2 “好奇号”火星探测器

大家知道，声波是一种振动，当声音透过泡沫金属时，可在材料的多空结构内发生散射和干涉，使声能被材料吸收或被多孔结构阻挡，这样使泡沫金属又具有了一种神奇的功能——吸音降噪。我们伟大祖国的首都北京市的地铁里就采用了泡沫金属隔音板，如图31-3所示。

此外，泡沫金属在生物医药领域也有着极大的利用潜力。多孔钛镍形状记忆合金由于具有优良的力学性能、耐蚀性和形状记忆效应，已作为人体骨骼的替代物，如图31-4所示。现代医疗行业的骨骼再植技术使用这种材料，为许多骨骼疾病患者带来了新的曙光。

泡沫金属作为一种新型的功能材料，因其具有诸多的奇特性能，还被广泛地应用在了其他领域，如电磁屏蔽、防燃防爆和化学反应催化等。

另外，泡沫铝还可用于优化工程构件在特定重量下的弯曲刚度。

图31-3 北京地铁采用的泡沫金属隔音板

图31-4 人造钛合金肌肉（右）与正常肌肉（左）