以水晶格子为灵感的3D打印建筑材料的高通量选:程序,挑战和机械性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 晶体学 晶体学是指结晶学.
• 增材制造 增材制造 增材制造

背景情况:

• 具有承载性,抗冲击性和能吸收性质的细胞材料对于航空航天,汽车和生物医学应用至关重要.
• 目前设计这些材料的方法通常涉及复杂的几何或拓操作.
• 原子模型为通过3D打印创建宏观细胞结构提供了潜在的输入.

研究的目的:

• 引入一种用于开发先进细胞材料的新方法,称为晶体形设计.
• 为了利用晶体结构数据创建3D打印的细胞材料.
• 探索来自晶体结构的异电子表面作为生成元素的潜力.

主要方法:

• 利用ATLAS数据库,包含超过1000万个化物,用于高通量选晶体化合物.
• 模拟选定晶体结构的电子密度分布.
• 采用异电子表面作为3D打印细胞材料的发电机.
• 研究了材料强度和结晶学参数之间的关系.

主要成果:

• 识别并3D打印了几种具有高性能特性的有前途的细胞材料设计.
• 在简化晶体结构中发现了样品强度和最小角度/键长之间的线性相关性.
• 发现了一种新的细胞几何形状,具有强化支架,导致强度增加.
• 与明确的设计方法相比,证明了这种强化几何学的独立发现.

结论:

• 晶体形设计方法是创造具有优越性质的新型细胞材料的有希望的策略.
• 这种方法可以设计具有增强强度和能量吸收的材料.
• 这种方法可以根据晶体学数据更好地预测材料的性质.