能上天的！超薄超輕“納米板”問世！
2019-08-27 17:35:28??????點擊：1205
納米板是一種由氧化鋁薄膜制成的空心板。它的夾層結(jié)構(gòu)與瓦楞紙板相似，但其硬度是等質(zhì)量實心板的上萬倍。納米板的質(zhì)量很輕，并且在彎曲后可以恢復(fù)原狀。
為了選擇合適的材料，往往需要在材料的許多特性之間進行權(quán)衡，比如厚度、硬度和質(zhì)量等?！蹲匀?middot;通訊》雜志報道，美國賓夕法尼亞大學（PU）的研究團隊展示了一種新型材料“納米板”。這是一種與瓦楞紙板相似的氧化鋁空心板，雖然它的質(zhì)量很輕——每一平方厘米的納米紙板，質(zhì)量不足千分之一克，但其硬度卻是等質(zhì)量實心板的上萬倍。納米板還具有良好的彈性，它在彎曲后可以恢復(fù)原狀。納米板除了具有優(yōu)異的機械性能外，也是一種熱絕緣體。
PU機械工程與應(yīng)用力學助理教授、論文作者伊戈爾·巴加廷（Igor Bargatin）說：“瓦楞紙板是人們熟悉的夾層結(jié)構(gòu)之一，它既輕便又堅固。納米板正是借鑒了這種夾層結(jié)構(gòu)。” 夾層結(jié)構(gòu)吸引材料學研究人員關(guān)注的原因在于：它們在降低材料質(zhì)量的同時，不會犧牲材料的整體強度。然而，它們也不可能是完全中空的，否則當外力將外側(cè)固體面朝相反方向推動時，夾層結(jié)構(gòu)會變得松軟而容易受到剪切作用。PU教授、論文合作者普拉山特·普羅希特（Prashant Purohit）解釋說：“即使你用同樣的材料做成實心材料，其截面的部分能承受的彎曲應(yīng)力也不會很高。然而，在材料設(shè)置一些擅長抵抗剪切應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，如蜂窩格，那么材料的抗剪切性就會大大提升了。”研究人員薩穆埃爾·尼凱斯（Samuel Nicaise）補充說：“這絲毫不奇怪。生物進化使部分植物葉子和動物骨骼中也產(chǎn)生了類似結(jié)構(gòu)。”
厲害了！超薄超輕“納米板”問世！甚至能上天
納米板具有與鳶尾葉橫斷面相似的夾層結(jié)構(gòu)，但其結(jié)構(gòu)更隨機。
雖然研究人員找到了設(shè)計原理，但將其擴展到納米領(lǐng)域卻困難重重——并沒有“納米膠水”可以用于粘合納米板。萬幸的是，巴加廷團隊偶然間從辛格納米技術(shù)（SCN）的研究人員杰拉德·洛佩茲（Gerald Lopez）和梅里迪斯·梅茲勒（Meredith Metzler）處獲得了解決方案。研究人員利用含貫穿通道的固體硅模板作為基材，采用氧化鋁化學沉積法和刻蝕技術(shù)，以籃式編織模式制造了納米板。
納米板獨特的機械性能和熱性能對于微型航空器和能量轉(zhuǎn)換器的制造都有巨大的潛在應(yīng)用價值。未來，研究人員還會對納米板的光致溫差-懸浮能力進行研究。
為了選擇合適的材料，往往需要在材料的許多特性之間進行權(quán)衡，比如厚度、硬度和質(zhì)量等?！蹲匀?middot;通訊》雜志報道，美國賓夕法尼亞大學（PU）的研究團隊展示了一種新型材料“納米板”。這是一種與瓦楞紙板相似的氧化鋁空心板，雖然它的質(zhì)量很輕——每一平方厘米的納米紙板，質(zhì)量不足千分之一克，但其硬度卻是等質(zhì)量實心板的上萬倍。納米板還具有良好的彈性，它在彎曲后可以恢復(fù)原狀。納米板除了具有優(yōu)異的機械性能外，也是一種熱絕緣體。
PU機械工程與應(yīng)用力學助理教授、論文作者伊戈爾·巴加廷（Igor Bargatin）說：“瓦楞紙板是人們熟悉的夾層結(jié)構(gòu)之一，它既輕便又堅固。納米板正是借鑒了這種夾層結(jié)構(gòu)。” 夾層結(jié)構(gòu)吸引材料學研究人員關(guān)注的原因在于：它們在降低材料質(zhì)量的同時，不會犧牲材料的整體強度。然而，它們也不可能是完全中空的，否則當外力將外側(cè)固體面朝相反方向推動時，夾層結(jié)構(gòu)會變得松軟而容易受到剪切作用。PU教授、論文合作者普拉山特·普羅希特（Prashant Purohit）解釋說：“即使你用同樣的材料做成實心材料，其截面的部分能承受的彎曲應(yīng)力也不會很高。然而，在材料設(shè)置一些擅長抵抗剪切應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，如蜂窩格，那么材料的抗剪切性就會大大提升了。”研究人員薩穆埃爾·尼凱斯（Samuel Nicaise）補充說：“這絲毫不奇怪。生物進化使部分植物葉子和動物骨骼中也產(chǎn)生了類似結(jié)構(gòu)。”
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納米板具有與鳶尾葉橫斷面相似的夾層結(jié)構(gòu)，但其結(jié)構(gòu)更隨機。
雖然研究人員找到了設(shè)計原理，但將其擴展到納米領(lǐng)域卻困難重重——并沒有“納米膠水”可以用于粘合納米板。萬幸的是，巴加廷團隊偶然間從辛格納米技術(shù)（SCN）的研究人員杰拉德·洛佩茲（Gerald Lopez）和梅里迪斯·梅茲勒（Meredith Metzler）處獲得了解決方案。研究人員利用含貫穿通道的固體硅模板作為基材，采用氧化鋁化學沉積法和刻蝕技術(shù)，以籃式編織模式制造了納米板。
納米板獨特的機械性能和熱性能對于微型航空器和能量轉(zhuǎn)換器的制造都有巨大的潛在應(yīng)用價值。未來，研究人員還會對納米板的光致溫差-懸浮能力進行研究。
