با استفاده از واحد‌های نانو و میکرومقیاس؛

یک موسسه فناوری راهبردهای جدیدی برای تولید ساختار‌های معماری شده ارائه کرد

پژوهشگران راهبردی برای تولید ساختار‌های معماری شده ارائه کردند که در آن از واحد‌های نانو و میکرومقیاس استفاده شده‌ است. با این روش می‌توان ساختار‌هایی با خواص منحصر به فرد تولید کرد.

کد خبر: ۷۵۰۱۳۹

دوشنبه - ۱۳ اسفند ۱۳۹۷ / March 04, 2019

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان موسسه فناوری کالیفرنیا با استفاده از واحد‌های سازنده نانو و میکرومقیاس، مواد جدیدی ساختند که دارای ساختار‌های دوره‌ای بوده که به آن‌ها مواد معماری شده گفته می‌شود. این مواد از خواص غیرمعمولی برخوردار هستند؛ برای مثال می‌توان ساختار‌هایی از جنس سرامیک، اما سبک تولید کرد که شبیه به فوم هستند، اما استحکام بالایی دارند.

این گروه تحقیقاتی نشان دادند که آسیب‌های مواد معماری شده در نقاطی که آن‌ها در حین فشردگی یا کشیده شدن متحمل می‌شوند را می‌توان با استفاده از مکانیک مستمر کلاسیک توضیح داد. در این روش، رفتار یک ماده به عنوان جرم مستمر به جای ذره مستقل مورد بررسی قرار می‌گیرد.

این یافته بر طبیعت دوگانه مواد معماری شده تاکید داشته به‌طوری که می‌توان این نوع مواد را هم به‌عنوان ذرات منفرد و هم یک ساختار جامع در نظر گرفت.

مواد معماری شده برای مهندسان بسیار جالب است چرا که خواصی کاملا غیرمعمول دارند؛ هر چند که رفتار آن‌ها را به سختی می‌توان پیش‌بینی کرد. تقریبا غیرممکن است که بتوان دریافت این مواد چگونه به استرس پاسخ می‌دهند مگر این که آن‌ها را در آزمایشگاه سنتز کرد و مورد بررسی قرار داد.

ساخت این مواد معمولا به‌ صورت سعی و خطا انجام می‌شود. محققان به یک ساختار شبکه‌ای جدید فکر می‌کنند، سپس آن را می‌کشند یا می‌شکنند و در نهایت میزان استحکام این مواد مشخص می‌شود. این فرآیند منجر به کشف‌های جدید و جالبی شده‌است، پیش‌بینی این که چگونه این شبکه زیر فشار عکس‌العمل نشان می‌دهد به محققان کمک می‌کند تا بتوانند ماده‌ای با خواص از پیش‌تعیین شده را به سادگی بسازند.

محققان این پروژه اکسید آلومینیم توخالی به ضخامت ۵۰ نانومتر را ساختند و سپس این شبکه را زیر فشار قرار داده و زمان مقاومت در برابر ترک خوردن را ثبت کردند. نتایج نشان داد که نسبت دانسیته به استحکام در این ساختار چهار برابر بیشتر از مواد دیگر است.