Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

Изготавливаются метаматериалы со способностью поглощать энергию

Изготавливаются метаматериалы со способностью поглощать энергию

Инженеры изготавливают механические метаматериалы со сверхвысокой способностью поглощать энергию.

Китайские исследователи успешно изготовили механические метаматериалы со сверхвысокой способностью поглощения энергии с использованием технологии ионных треков. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications как «Выдающийся момент».

Исследование было проведено исследователями из Центра исследования материалов Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS) и их сотрудниками из Чунцинского университета.

Механические метаматериалы относятся к классу композиционных материалов с искусственно созданными структурами, обладающими экстраординарными механическими свойствами, которых нет у традиционных материалов. Среди них механические метаматериалы, поглощающие энергию, могут более эффективно поглощать механическую энергию , что требует, чтобы сам материал обладал как высокой прочностью , так и высокой деформационной способностью, которые, однако, вряд ли сосуществуют в целом.

Нанорешетки — это новый класс механических метаматериалов с характерными размерами в наномасштабе. Из-за размерных эффектов, геометрической конфигурации и выбора материала механические свойства этого типа пористых материалов сильно отличаются от свойств сыпучих материалов. Ожидается, что благодаря еще лучшим механическим свойствам и меньшему весу нанорешетка принесет в будущем революционные применения в области высокоэффективных функциональных материалов.

Нанорешетка с балочной структурой является предметом исследований метаматериалов нанорешетки. Однако изготовить нанорешетку из металлических пучков с диаметром пучка менее 100 нм было затруднительно, поэтому ее механические свойства до сих пор остаются неоднозначными.

В этой работе, основанной на Центре исследования тяжелых ионов в Ланьчжоу (HIRFL), исследователи изготовили новый тип квази-телоцентрированного кубического (квази-ОЦК) пучка нанорешетчатого метаматериала с технологией ионных треков. Диаметр луча нанорешетки квази-ОЦК может составлять всего 34 нм, что является рекордно низким диаметром луча для механических метаматериалов.

Кроме того, исследователи продемонстрировали, что квази-ОЦК-лучевые нанорешетки из золота и меди обладают превосходной способностью поглощать энергию и прочностью на сжатие . Эксперименты показали, что энергопоглощающая способность медной квази-ОЦК-лучевой нанорешетки превышает таковую у ранее описанной пучковой нанорешетки. Предел текучести квази-ОЦК-лучевых нанорешеток золота и меди превышает предел текучести соответствующих объемных материалов менее чем в два раза меньше плотности последних.

Кроме того, исследователи обнаружили, что исключительные механические свойства в основном связаны с синергетическим эффектом размерных эффектов, квази-ОЦК-геометрией и хорошей пластичностью металлов.

Это исследование проливает свет на механические свойства пучковых нанорешеток и применяет технологию ионных треков в качестве нового метода исследования пучковых нанорешеток со сверхвысокой способностью поглощения энергии.

Изготавливаются метаматериалы со способностью поглощать энергию

Теги: полимеры, энергия

В тренде