超轻多孔金属是在近年来随着材料制备和成形加工技术的发展而出现的一类新颖多功能材料，按其微结构规则程度可分为无序和有序两大类，前者包括泡沫化材料，而后者主要是点阵材料。超轻多孔金属与传统材料的最大不同在于其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，多孔金属具有良好的可设计性，可以根据不同应用的需求在制备前对其微细观结构进行创新构型优化设计及多功能、多学科协同设计。
     多孔金属具有超轻(孔隙率>90%)、高比强、高比刚度、高强韧、高能量吸收等优良机械性能，以及减震、散热、吸声、电磁屏蔽、渗透性优等特殊性质，既可作为许多应用的结构材料,也可作为一些场合的功能材料，而一般情况下它兼具功能和结构双重作用，是一种性能优异的多功能工程材料。多孔金属材料和结构在高能耗装备（汽车、高速列车、航空航天器、轮船等）的广泛应用，不仅会大幅度降低对常规能源的需求，同时也可减少环境污染。
     本项目涉及材料、能源和环境等领域的多学科综合交叉，拟以国家重大需求为牵引，以材料制备的基础理论为基础，以研究多样化性能及创新构型优化设计方法为手段，结合材料、力学、计算数学、物理学、热学、声学等学科和汽车、航空航天、机械、建筑、能源等领域，针对多孔金属材料的宏微观性能表征及其尺度效应，解决以下四大方面的关键科学问题：  

（1）超轻多孔金属材料与结构的制备机理；

（2）力学、热学、声学、电磁学等性能表征理论体系；

（3）微细观组织与结构的优化设计新理论；

（4）纤维增强泡沫金属夹芯复合材料结构的多功能一体化构建理论。
     项目的研究特色为：将学科前沿研究与国家重大需求背景紧密结合，利用多孔材料若干性能表征的新理论及拓扑优化等先进技术，将创新构型超轻多孔材料的结构功能和其减震、传热、降噪、吸能等特性相耦合，达到节约能源、净化环境等多重目的。
     项目的预期目标为：建立超轻多孔材料的完整科学和技术理论体系，重点进行制备机理与手段、宏微观性能表征及其尺度效应、材料与结构创新构型设计的基础理论研究，并据此发展相应的、可供实用的、具有示范性的实验表征与测试新技术和新方法，形成材料在典型力/热/声/电磁等外场及其耦合状态下的复合性能表征评价的规范与评价技术，为超轻多孔材料微观构型与宏观结构/部件的一体化多学科协同设计与制造以及其服役寿命与可靠性预测提供技术支撑。
     项目的发起和参加单位在该领域具有很好的研究积累，研究队伍中包括材料学、力学、计算数学、物理学、热学、声学和机械学等学科的、年龄与知识结构合理的研究人员，主要骨干都是工作在第一线的年轻人，具有相关学科的优势及良好的合作关系和学科互补性，拥有深厚的理论基础和技术储备及完善的研究仪器设备，有助于形成系统的理论和技术，产生原创性的成果，能够保证实现项目的预期目标。