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纳米板是一种由氧化铝薄膜制成的空心板

2019-09-20 17:11:43      点击:250
纳米板是一种由氧化铝薄膜制成的空心板。它的夹层结构与瓦楞纸板相似,但其硬度是等质量实心板的上万倍。纳米板的质量很轻,并且在弯曲后可以恢复原状。

为了选择合适的材料,往往需要在材料的许多特性之间进行权衡,比如厚度、硬度和质量等。《自然·通讯》杂志报道,美国宾夕法尼亚大学(PU)的研究团队展示了一种新型材料“纳米板”。这是一种与瓦楞纸板相似的氧化铝空心板,虽然它的质量很轻——每一平方厘米的纳米纸板,质量不足千分之一克,但其硬度却是等质量实心板的上万倍。纳米板还具有良好的弹性,它在弯曲后可以恢复原状。纳米板除了具有优异的机械性能外,也是一种超强热绝缘体。

PU机械工程与应用力学助理教授、论文作者伊戈尔·巴加廷(Igor Bargatin)说:“瓦楞纸板是人们最熟悉的夹层结构之一,它既轻便又坚固。纳米板正是借鉴了这种夹层结构。” 夹层结构吸引材料学研究人员关注的原因在于:它们在降低材料质量的同时,不会牺牲材料的整体强度。然而,它们也不可能是完全中空的,否则当外力将外侧固体面朝相反方向推动时,夹层结构会变得松软而容易受到剪切作用。PU教授、论文合作者普拉山特·普罗希特(Prashant Purohit)解释说:“即使你用同样的材料做成实心材料,其截面的中心部分能承受的弯曲应力也不会很高。然而,在材料中心设置一些擅长抵抗剪切应力的结构,如蜂窝格,那么材料的抗剪切性就会大大提升了。”研究人员萨穆埃尔·尼凯斯(Samuel Nicaise)补充说:“这丝毫不奇怪。生物进化使部分植物叶子和动物骨骼中也产生了类似结构。”

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