随着工业、科技的发展，航空航天、探月工程、船舶等装备领域快速发展，对高效能量吸收、高效减振降噪、高效散热的轻质多功能材料的需求量不断加大。以超轻多孔材料为核心的高孔隙率多孔夹芯复合结构具有轻质高强、高比刚度、良好的能量吸收和缓冲性能，以及多功能-结构一体化的复合特性，能够满足轻量化、抗冲击和多功能集成等方面的重要需求，作为核心的高孔隙率多孔芯材更是成为研究的热点领域。
美国纽约大学在2015年开发出一种密度低于水的泡沬镁材料，可用于美国海军陆战队研发的超重型两栖登陆艇。同年10月6日，波音公司的赫尔实验室宣布开发出世界最轻的金属材料，密度仅为0.9mg/cm3,比空气还低（1.29mg/cm3),兼具高刚度、良好的耐冲击韧性和高能量吸收率等性能，是一种极具潜力的先进轻质多功能材料。
先进轻质材料按结构有序性主要分无序和有序两类，前者包括气凝胶、聚合物泡沬和金属泡沬；后者包括二维点阵材料和三维点阵材料。气凝胶、聚合物泡沬和金属泡沬等具有无序结构的材料缺陷较多、整体性能不稳定，强度较低。
超轻金属也属于先进轻质材料，具有高孔隙率（大于80%)、高强軔、耐撞击（塑性变形阶段的应力几乎恒定不变)、优良的导热性等特点，目前主要有泡沬金属和点阵材料u。超轻金属具有千变万化的微结构，在保持高孔隙率的前提下，孔径可逐渐由毫米级减小到微米甚至纳米级，因此具有良好的可设计性，可根据不同应用需求在制备前对其微细观结构进行优化设计及多功能改进。
这些材料已接近制造极限，难以继续降低密度，而且存在超低密度与所需强度和弹性之间无法平衡的问题。为此，研究人员一直致力于通过结构设计开发出新的超轻金属材料。
波音公司的赫尔实验室研制出的新型超轻金属的设计灵感来源于人类的骨骼。这种超轻金属由镍-磷空心管构成，具有独特的金属微晶格结构，有望实现超低密度与所需强度和弹性的恰当平衡新型超轻金属具有气孔率高、密度低、刚度高、耐冲击、可设计性等特点。
气孔率和低密度方面，该新型超轻金属的气孔率高达99.99%，具有极低的密度，低于目前常用的先进轻质材料，如二氧化硅气凝胶、碳纳米管气凝胶、聚合物泡沬、泡沬金属、蜂窝铝。
刚度方面，该超轻金属经反复多次体积压缩（50%)后，仍能恢复原状。这主要归功于有序的微晶格结构，使其弹性模量与密度的平方成正比，而气凝胶和泡沬结构的弹性模量则与密度的立方成正比，相同的超低密度下，该超轻金属具有更大的弹性模量，即有更高的刚度。
耐冲击方面，该超轻金属具有类似人造橡胶的能量吸收特性，能保护鸡蛋从25层楼掉落而不摔碎，是非常理想的抗冲击材料。
可设计性方面，目前三维金属点阵材料的微结构主要为毫米级，而超轻金属的微结构可达到微米甚至纳米级，在微观尺度具有更强的可设计性，可根据要求进行设计和制备。
新型超轻金属的制备步骤是：第一通过紫外光固化技术制备出微观尺度上呈有序结构的聚合物模板（相互连通的三维光敏聚合物）；第二在模板上沉积厚度可控的镍-磷薄膜•，第三利用刻蚀技术去除聚合物模板，最终形成了由100nm厚的镍-磷空心管组成的多孔微晶材料。
波音公司的赫尔实验室的研究人员2007年就提出了金属微晶格概念，研发微观尺度上具有特定微结构的新型金属材料，这项研究最初受到美国国防先期研究计划局“具有可控微结构材料”项目的资助。2011年，波音公司的赫尔实验室首次开发出新型超轻金属，验证了金属微晶格概念的可行性，并申请了专利。在此基础上，波音公司的赫尔实验室继续对超轻金属的结构和性能进行不断探索。
2015年4月，为实现深空探测器减重40%的目标，NASA宣布通过“改变游戏规则”项目资助波音公司的赫尔实验室，以具有微晶格结构的超轻金属为芯材，开发航天器用超轻金属夹芯板。该项目分为两个阶段：第一阶段为期13个月，经费55万美元，主要开展30.48cmX30.48cmX2.54cm的超轻金属夹芯板的制备；第二阶段为期18个月，经费200万美元，主要进行60.96cmX60.96cmX2.54m超轻金属夹芯板的制备及性能演示验证，并最终研制成3.05mX3.35mX2.54cm的超轻金属夹芯板。
2015年10月，波音公司的赫尔实验室宣布开发出世界上最轻的金属材料，并表示会将该材料应用于旗下客机的地板、座椅与墙壁，以减轻飞机重量；同时还表示可利用目前研制成的超轻金属材料制备夹芯板，未来争取实现NASA减重40%的目标。上述成果标志着波音公司的赫尔实验室研发的新型超轻金属已从实验室研制阶段迈向了实际应用探索阶段。
超轻金属兼具极低的密度、优越的力学和良好的能量吸收等性能，在武器装备和民用领域都有巨大的应用潜力：
可满足当前装备飞速发展对材料轻量化的需求，提高结构的承载效率，改善武器装备的灵活性和稳定性,增加战略武器的射程；降低飞机、舰船的能耗，增加其续航能力，从而显著提升武器装备的作战效能；
可用于军事装甲车、坦克、舰船、战机等军事装备防护装甲结构，起缓冲作用，还可防止结构因裂纹和缺陷的扩展而失效；
用作航空发动机内衬的声衬材料和舰艇的外层的吸声材料，起到良好的减震降噪作用；
用作热防护材料可使航天结构隔热部件、计算机芯片等遭受高密度热流时迅速散热和隔热；
通过微结构设计，实现多功能集成，如通过优化微结构的多孔材料与表面吸波材料相结合，可更好地实现飞机和舰船的隐身和降噪。
