強く,軽量で,回収可能な3次元セラミックナノレッティスです
Lucas R Meza1, Satyajit Das1, Julia R Greer2
1Division of Engineering and Applied Science, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA.
Science (New York, N.Y.)
|September 13, 2014
まとめ
研究者は,超軽量で強固でエネルギーを吸収するセラミックメタマテリアルを開発しました. これらの新しいナノレッティスは,重要な圧縮後に顕著な復元性を発揮し,セラミックの脆さを克服します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 機械工学の機械工学
背景:
- 陶器は高強度重量比を提供していますが,脆さによって制限されています.
- 構造材料は,強化された強度とエネルギー吸収能力を要求します.
研究 の 目的:
- 優れた強度,エネルギー吸収,回収能力を有するセラミックメタマテリアルを設計する.
- 構造用途のセラミクスの固有の脆さを克服するために.
主な方法:
- 2フォトンのリトグラフィー,原子層の堆積,酸素プラズマのエッチングを用いたホローチューブアルミナナノ網の製造.
- 壁の厚さ (5-60 nm) と密度 (6.3-258 kg/m3) が異なる構造物の特徴.
主要な成果:
- 超軽量,強度,エネルギーを吸収する性質を同時に示した.
- 弾性シェル・ブックリングによる脆い骨折を抑制することによって, >50%の圧縮ストレスの後に形状回復を達成しました.
- 壁の厚さと半径の比率を最適化することで,柔らかい形状の変形が可能になった.
結論:
- 構造セラミックメタマテリアルは,高い性能と回収性のために設計することができます.
- 弾性シェル・ブックリングは,ナノレッティスの損傷耐性を達成するための重要なメカニズムです.
- この研究は,軽量で頑丈な構造材料のための新しい道を開きます.
