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世界最輕材料問世 壓縮後可恢復原狀

2011-11-18 16:52 中港台時間|11-18 21:01 更新
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【大紀元2011年11月18日訊】(大紀元記者陳俊村綜合編譯)美國研究人員研製出一種世界上最輕的結構性材料,這種材料具有很高的強度與吸收能量的能力,壓縮後可恢復原狀,可應用於飛機結構、聲阻尼( acoustic damping)和減震等領域,用途廣泛。

這項由加州大學歐文分校(UC Irvine)、休斯研究實驗室(HRL Laboratories)和加州理工學院(California Institute of Technology)的研究人員所共同開發的材料,具有獨特的「微晶格」(microlattice)蜂窩結構,密度為0.9毫克/毫升,質量約比泡沫塑料輕100倍。

主導這項研究的休斯研究實驗室研究人員謝德勒(Tobias Schaedler)表示,這種材料包含99.99%的空氣,而0.01%的固體是在納米、微米和毫米的尺規下製成的一種相互連接的空心管晶格,其管壁厚度比人的頭髮還薄1,000倍。

研究人員指出,當材料縮小到納米尺度時,實際上會變得更強。這種材料的結構賦予這種金屬前所未有的力學性能,包括:體積壓縮50%後仍可完全復原,同時具有非常高的能量吸收能力。

謝德勒說:「大多數的合金都很脆弱,但當這種晶格結構被擠壓時,其空心管不但不會突然折斷,反而會像吸管一樣,以高度的彈性彎曲鼓起。即使壓縮到體積的一半,這種結構仍會恢復原狀。」

他還表示,藉由改變材料的微觀結構,研究人員可以獲得不同的屬性。原則上,這類的晶格結構可以由可在聚合物模板上進行薄膜沈積製程(thin-film deposition)的任何材料製成。研究人員正在研究哪些材料具有這樣的特性。

上述研究結果發表在11月18日出刊的《科學》(Science)期刊上。

(責任編輯:畢儒宗)


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