Wissenschaftler entwerfen eine Kohlenstoff-Nanostruktur, die stärker als Diamanten ist

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Wissenschaftler der Universität von Kalifornien, Irvine, und anderer Institutionen haben angekündigt, dass sie architektonisch Platten-Nanol-Gitter entworfen haben, bei denen es sich um Kohlenstoffstrukturen im Nanometerbereich handelt.

Das Team sagt, dass die Strukturen im Verhältnis von Stärke zu Dichte stärker sind als Diamanten.

Die Wissenschaftler berichteten über ihren Erfolg bei der Konzeptualisierung und Herstellung eines Materials, das aus eng miteinander verbundenen, geschlossenzelligen Platten anstelle der bei solchen Strukturen üblichen zylindrischen Fachwerke besteht.Das Team sagt, dass frühere strahlbasierte Konstruktionen in Bezug auf die mechanischen Eigenschaften nicht effizient gewesen seien.

Die neu geschaffene Klasse von Platten-Nanol-Gittern ist jedoch dramatisch stärker und steifer als die besten Strahl-Nanol-Gitter.

Das Team sagt, dass ihre Konstruktion die durchschnittliche Leistung von Architekturen mit zylindrischen Trägern nachweislich um bis zu 639 Prozent Festigkeit und um 522 Prozent in der Steifigkeit verbessert hat.Das Team konnte seine Ergebnisse mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops und anderer vom Irvine Materials Research Institute zur Verfügung gestellter Technologien verifizieren.

Das Team sagt, dass ihre Leistung auf einem komplexen 3D-Laserdruckverfahren beruht, das als Zwei-Photonen-Polymerisations-Laserdirektschreiben bezeichnet wird.

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Dabei wird ein Laser in einem Tröpfchen eines ultraviolett-lichtempfindlichen Flüssigharzes fokussiert.Das Material wird fest, wenn Polymermoleküle gleichzeitig von zwei Photonen getroffen werden.

Durch Abtasten des Lasers oder Bewegen des Tisches in drei Dimensionen kann die Technik periodische Anordnungen von Zellen darstellen, die jeweils aus Anordnungen von Platten bestehen, die bis zu 160 Nanometer dünn sind.

Eine der Innovationen der Gruppe sind winzige Löcher in den Platten, mit denen überschüssiges Harz aus dem fertigen Material entfernt werden kann.Im letzten Schritt des Prozesses durchlaufen die Gitter eine Pyrolyse, wenn sie eine Stunde lang im Vakuum auf 900 Grad Celsius erhitzt werden.

Das Ergebnis ist ein würfelförmiges Gitter aus glasartigem Kohlenstoff, von dem hochfeste Wissenschaftler jemals dachten….

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