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“密度小于水、强度高于钢”的微结构新材料


文章来源:科创网     发布时间:2015-07-12 10:41

       尽管是受到了大自然的启发,但是这个聚合物微体系结构却是由卡尔斯鲁厄理工学院的一个研究团队打造的。其底层结构用到了“三维激光光刻”(或称聚合物印刷和硬化)技术。 
       除了最终的成果,研究人员们还测试了许多结构——包括三角形和六角形的蜂窝状。在披上气相沉积涂层(比如陶瓷和氧化铝)之后,材料就被赋予了额外的强度。 
       测试结果显示,这种聚合物结构仅有50微米的长宽高,而不同涂层的厚度则介于10nm到200nm之间。 
       他们发现,一种蜂窝状的聚合物、加上50nm的氧化铝涂层,就能形成最佳的稳定/密度比!这种微架构的性能,远远超过了对应的三角形和六边形。 
       但在氧化铝涂层的厚度超过50nm之后,性能的提升就会遇到瓶颈。最终,优化后的蜂窝结构败在了28kg/mm (千克每平方毫米)的压力测试中——密度为810kg/m (千克每立方米)。 
       研究人员表示,该材料的稳定性/密度比已经超过了更巨大的骨头、钢铁、甚至铝材。未来,这种材料可用于绝缘或微结构减震器,甚至应用到化学工业的过滤器中。 
       相关研究成果已经发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。