09,14,2026 5Ansichten
In den letzten Jahren mit der Entwicklung der Wissenschaft und Technologie, insbesondere der Luft- und Raumfahrttechnologie, sind ultraleichte und ultraharte Materialien zum Heißpunkt der Forschung im Bereich der Materialwissenschaft und der Feststoffmechanik in der Industrie geworden. Es ist eine große Herausforderung für die Konstruktion und Herstellung moderner Materialien, Materialien gleichzeitig mit extrem leichtem Gewicht, hoher Festigkeit, großen Verformungen, Stoßfestigkeit und Fehlerempfindlichkeit zu erreichen.
Zur Herausforderung dieses Problems haben die Wissenschaftler eine Infrastruktur gewählt, in der die mechanischen Eigenschaften von Tetraedren durch das Biegewehen dominiert werden. Composite Nano-Dot-Grid-Supermaterialien mit einer solchen Struktur können bei einem Aufprall erhebliche Mengen an Energie aufnehmen, ohne dass es zu katastrophalen Bruchen kommt.
In diesem Jahr haben MIT, Caltech und das ETH Zürich zusammengearbeitet, um hohe EinflussfaktorenWissenschaftliche Zeitschriften NaturmaterialienVeröffentlicht.“Überschallwiderstandsfähigkeit des nanoarchitekturierten Kohlenstoffs”Forschungsarbeiten.In der Studie nutzten die ForscherDeutschlandNanoscribeDoppelfotonen des Unternehmens3DDrucksystemPhotonic Professional GTEntwickelt ein überschallfähiges Partikel„Kugel“Mechanische Aufpralle von Supermaterialien. Diese Dicke, die kleiner ist als der Durchmesser des menschlichen Haarfadens, besteht aus einem sorgfältig gestalteten, verarbeiteten Mikro-Nano-Pigment-Array aus Kohlefaser, das, wenn es in der industriellen Massenproduktion gelingt, erwartet wird, Flugzeuge, leichte Panzerungen und Schutzbeschichtungen erheblich zu verbessern.sowie die allgemeine Leistung anderer ultraleichter und harter Stoßbeständigkeitsausrüstungen.
Nanoscribe, das von der Karlsruhe Polytechnic University mit dem Titel „MIT Europe“ geboren wurde, hat sich als Hersteller von hochpräzisen 3D-Druckgeräten für Kugeln auf die Förderung der Forschung in den innovativen Bereichen mechanischer Hypermaterialien, Mikronanorobotik und Mikroelektrotechnik, biomedizinischer Ingenieurwesen und Mikronanooptik konzentriert und gleichzeitig eine Vielzahl von Prozessoptimierungslösungen für die wissenschaftliche Gemeinschaft der Universität bereitgestellt.
Nachdem die Wissenschaftler die Geometrie des Materials bestimmt haben, verwenden die AutorenZwei-Photonen-Lithographie (Nanoscribe)Drucken. Einfach gesagt, die Doppelphotonengravur basiert auf dem Prinzip der nichtlinearen Optik und ist derzeit eine hochpräzise Laser-3D-Drucktechnologie. Die Auflösung der herkömmlichen Single-Photon-basierten 3D-Laserdrucktechnologie ist anfällig für optische Auflösungen und mechanische Verschiebungsfehler mit geringerer Genauigkeit, während die Dual-Photon-Lithographie ein hochenergetisches Femtosekundenlaserpuls verwendet, um das lichtempfindliche Harz in einem sehr kleinen Raumbereich zu härten, wodurch die Druckauflösung auf eine unglaubliche Genauigkeit von 100 Nanometern erhöht wird.
Nachdem der Druck abgeschlossen ist, wird das Material in einen Hochtemperatur-Vakuumofen aufgelöst und das aufgelöste Polymer carbonisiert, wodurch ein ultraleichtes Kohlenstoff-Nano-Pigment-Material hergestellt wird..Obwohl Kohlenstoffmateriale in der Regel zerbrechlich sind, wird das mechanische Verhalten der in der Arbeit entworfenen Gitterstruktur des Tetraedrums durch Biegung und nicht Bruch dominiert, was diesem Material * Elastizität und Schlagfestigkeit verleiht. Dieses Material kann sich bei einem Aufprall wie Gummi biegen.
Professor für Materialwissenschaften, Mechanik und Medizinische Technikvon Julia R. GreerAnzeige:“Die Daten aus diesem Experiment können sich auf ultraleichte Stoßfeste, effiziente Panzermaterialien, Schutzbeschichtungen usw. beziehen.Inspiration liefern. ”
Hochpräzises 3D-Maskenloses Photograviersystem, das Mikro- und Makroskop vereinbartPhotonic Professionelle GT2Verwenden Sie Doppelphotonen-Polymerisation (2PP), um nahezu jede 3D-Form zu erzeugenKristallgitter, Holzhaufelstruktur, frei gestaltete Muster, glatte Konturen, scharfe Kanten, oberflächliche und eingebaute Rückschlüsse sowie Brückenstrukturen. Um einen hohen Druckgeschwindigkeit zu erreichen und eine hervorragende Mikronanobearbeitung zu erzielen,Dynamische Präzisionsdruckmodi (Dynamic Precision Printing Modes, DPP)Alle können genau angepasst werden. Mit DeScribe, unserer Druckvorbereitungssoftware, können Sie benutzerdefinierte Muster realisieren, die den spezifischen Anforderungen Ihrer Designanforderungen entsprechen.
Die additive Fertigung hat die Art und Weise, wie Objekte hergestellt werden, revolutioniert. Im Mikro-Nano-Maßstab,Genaue Bearbeitung von additiven Fertigungsmitteln von Nanoscribe auf Basis von Doppelphotonen-Polymerisationstechnologie*Es kann die 3D-Bearbeitung von fast jedem Objekt in jeder Form erfüllen. Egal ob die Struktur einfach oder komplex ist,Nanoscribe automatisiert dreidimensionalen Maskenlosen LithographieprozessDie erforderlichen Geräte können in einem Schritt verarbeitet werden, sogar für die Verarbeitung komplexer biologischer Organgewebe, um wirklich das zu erreichen, was gesehen wird.
Mit Blick auf die Zukunft sagen die Forscher, dass sie auch weiterhin verschiedene Kohlenstoff-Nano-Pigmentstrukturen sowie die Pigmentstrukturen anderer Materialien erforschen werden. Die Autoren hoffen auch, dass Kohlenstoff-Nano-Dot-Array-Strukturmaterialien ersetzt werden können.KevlarFasern werden zu einer neuen Generation von ultraleichten stoßfesten absorbierenden Materialien. Das Hauptobjekt dieser Zusammenarbeit ist das Forschungsteam von Li Xiaoyan an der Tsinghua Universität, das sich seit langem an der Mechanik neuer Mikro- und Nanostrukturmaterialien beschäftigt und einer der führenden in internationalen und inländischen Forschungsbereichen ist.
Willkommen im Original zu lesen:
Portela, C.M., Edwards, B.W., Veysset, D. et al. Überschallwiderstandsfähigkeit des nanoarchitected Kohlenstoffs. Nat. Mutter. 20, 1491–1497 (2021).
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