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新型納米材料比紙薄千倍每平方米僅重0.1克

新型納米材料比紙薄千倍每平方米僅重0.1克

【概要描述】據(jù)國外媒體報道,一支科學家小組最新研制一種新型材料,它比紙張薄一千倍,卻足夠堅韌,即使被彎曲也不會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)改變。這種微型薄片材料是由氧化鋁制成,首先這種材料能夠手動操控,盡管它是納米等級材料。

新型納米材料比紙薄千倍每平方米僅重0.1克

【概要描述】據(jù)國外媒體報道,一支科學家小組最新研制一種新型材料,它比紙張薄一千倍,卻足夠堅韌,即使被彎曲也不會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)改變。這種微型薄片材料是由氧化鋁制成,首先這種材料能夠手動操控,盡管它是納米等級材料。

  • 分類:行業(yè)新聞
  • 作者:
  • 來源:
  • 發(fā)布時間:2016-05-13
  • 訪問量:0
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轉(zhuǎn)自騰訊科學訊

 

 

  據(jù)國外媒體報道,一支科學家小組最新研制一種新型材料,它比紙張薄一千倍,卻足夠堅韌,即使被彎曲也不會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)改變。這種微型薄片材料是由氧化鋁制成,首先這種材料能夠手動操控,盡管它是納米等級材料。

  這種超薄材料可用于航空航天領(lǐng)域,甚至促進昆蟲飛行機器人技術(shù)快速發(fā)展??茖W家進行了多年研究,最終設(shè)計出這種最薄、最輕的材料。目前,該材料的設(shè)計者是美國賓夕法尼亞大學研究人員。

  該項目負責人、美國賓夕法尼亞大學工程與應(yīng)用科學學院副教授伊戈爾-巴爾加汀(Igor Bargatin)稱,之前科學家設(shè)計的納米等級材料很結(jié)實,但是它們很難將其應(yīng)用于宏觀尺度。我們的最終目標是建立一個獨立式納米等級厚度的薄層材料,但是它的尺度足夠大,可以手動操作,在這此前是無法實現(xiàn)的。

  正常情況下,像這樣薄的材料被彎曲和扭曲之后將失去最初的結(jié)構(gòu)特征。一位諾貝爾獎得主研制的石墨烯材料能夠像單個碳原子一樣薄,但為了避免卷曲,必須在帆布上延伸形成框架,該材料無需任何外界幫助便能恢復(fù)初始結(jié)構(gòu)。但是它也存在著一個問題,由于其質(zhì)量較重,很難應(yīng)用于低質(zhì)量的超薄膜設(shè)計。

  相比之下,最新研制的超薄材料使用皺狀結(jié)構(gòu)代替框架結(jié)構(gòu),這意味著它將不是“完全的平面”,而是一種類似蜂窩的三維結(jié)構(gòu),同時,它具有扁平薄層、連續(xù)性和完整的獨立式特征。

  研究小組成員、賓夕法尼亞大學機械工程系副教授普拉桑特-普羅希特(Prashant Purohit)副教授強調(diào)稱,它就像一個蛋品包裝紙盒,但它是納米等級。這個氧化鋁薄層材料厚度在25-100納米之間,以原子層等級堆疊在一起。

  巴爾加汀解釋稱,氧化鋁實際上是一種陶瓷材料,人們會認為它非常容易破裂,但令研究人員驚奇的是,它并不會破裂。該材料彎曲、扭曲和恢復(fù)結(jié)構(gòu)的方式,你或許會認為它是由塑料制成的。我第一次看到它時,很難相信這是真實的,蜂窩結(jié)構(gòu)的薄層使其更加堅硬,從而避免自身出現(xiàn)折疊或者被卡在某一物體中。如果該材料出現(xiàn)裂縫,也不會延伸至整個結(jié)構(gòu),當裂縫進入垂直皺狀壁時會停止擴散。

  研究小組成員凱芬-達瓦米(Keivan Davami)稱,昆蟲翅膀僅有數(shù)微米厚度,其大小受到細胞厚度的限制,最新研制的超薄材料每平方米僅重0.1克,比最薄的人造翅膀材料薄10倍。

 

 

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