日本東北大學與美國霍普金斯大學合作開發出「階層性多孔質微晶格碳材(Carbon Micro-lattice)」，除了機械性強度極佳的晶格構造之外，同時擁有電容器(Capacitor)功能的比表面積。研究團隊利用經過調整的立體光刻3D列印機用複合樹脂，在碳化後以鹽酸處理，成功在樑柱內部導入Macro、Meso、Nano之三階段尺寸的孔洞。
近年來為了追求極致的輕量化與省空間化，在支撐重量的結構上賦予蓄電功能，讓過去能源儲存設備所佔重量與空間等於零的「結構性能源儲藏」概念備受關注。這項概念倘若成真，可望顛覆既有能源儲藏的作法。例如研究發現，可將碳纖維強化塑膠(CFRP)的碳做為電極，樹脂做為介電體，並利用於飛機的機翼或車體進行充電。然而這類以CFRP為主體的結構性能源儲藏技術雖有強度上的實績，但須將碳纖維編織成布狀並堆疊，因此仍有加工成精細或立體形狀等課題。
有鑑於此，東北大學的研發團隊應用了過去所研發之具有導電性、輕量高強度的微晶格碳材。首先利用立體光刻3D列印機在UV樹脂中混入氧化鎂(MgO)奈米粒子，調整此複合樹脂後塑形至微晶格結構並予以碳化。接著將得到的微晶格碳材浸漬於60℃的鹽酸一天半，其中含有的氧化鎂奈米粒子因此脫離，柱子內部則在保有晶格構造的孔洞(～100 μm)下導入了奈米多孔質。最終柱子內部因氧化鎂奈米粒子脫離形成了Meso(～50 nm)、Macro(～2 μm)、Micro(～1 nm) 3種孔洞，加上晶格結構，進而製作出具有4階段孔徑的階層性多孔質微晶格碳材。
而Macro孔洞、Meso孔洞、Nano孔洞的網絡隨著碳化導致的線性收縮率從之前的60～70%減少至40%。加上樑柱內部猶如植物維管組織般遍佈，連同晶格結構，俾使結構整體可發揮迅速運送液態電解質之通道機能。除了具備顯示電容功能的比表面積之外，壓縮強度達到7.45~10.45 MPa，楊氏模數為375~736 MPa。水系/有機系電解質的每單位電極面積最大容量則分別為11.5 F･cm-2、1.5 F･cm-2。
此次的研發成果除了厚度等同高度的立體構造仍可具備蓄電功能，同時也充分展現做為不易形變之結構材料的性能。另做為電氣化學電容器而言，亦首次證實是一項具備實用水準之機械性能的(mm)厚度結構體。今後研究團隊將利用新材料製造實用性尺寸的零組件，例如無人航空機的框體、可攜式設備的框架等。另一項目標則是製作出結合正負極的充電設備。