美國科學家最新研制一種超薄超輕納米材料

12月21日消息，目前，美國科學家最新研制一種超薄、超輕納米材料，比紙張薄1000倍，每平方米僅重0.1克，未來它可應用于創新材料設計，甚至是飛機制造業。 目前，一支科學家小組最新研制一種新型材料，它比紙張薄一千倍，卻足夠堅韌，即使被彎曲也不會出現結構改變。這種微型薄片材料是由氧化鋁制成，首先這種材料能夠手動操控，盡管它是納米等級材料。 這種超薄材料可用于航空航天領域，甚至促進昆蟲飛行機器人技術快速發展?？茖W家進行了多年研究，最終設計出這種最薄、最輕的材料。目前，該材料的設計者是美國賓夕法尼亞大學研究人員。 該項目負責人、美國賓夕法尼亞大學工程與應用科學學院副教授伊戈爾-巴爾加汀(Igor Bargatin)稱，之前科學家設計的納米等級材料很結實，但是它們很難將其應用于宏觀尺度。我們的最終目標是建立一個獨立式納米等級厚度的薄層材料，但是它的尺度足夠大，可以手動操作，在這此前是無法實現的。 正常情況下，像這樣薄的材料被彎曲和扭曲之后將失去最初的結構特征。一位諾貝爾獎得主研制的石墨烯材料能夠像單個碳原子一樣薄，但為了避免卷曲，必須在帆布上延伸形成框架，該材料無需任何外界幫助便能恢復初始結構。但是它也存在著一個問題，由于其質量較重，很難應用于低質量的超薄膜設計。 相比之下，最新研制的超薄材料使用皺狀結構代替框架結構，這意味著它將不是“完全的平面”，而是一種類似蜂窩的三維結構，同時，它具有扁平薄層、連續性和完整的獨立式特征。 研究小組成員、賓夕法尼亞大學機械工程系副教授普拉桑特-普羅希特(Prashant Purohit)副教授強調稱，它就像一個蛋品包裝紙盒，但它是納米等級。這個氧化鋁薄層材料厚度在25-100納米之間，以原子層等級堆疊在一起。 巴爾加汀解釋稱，氧化鋁實際上是一種陶瓷材料，人們會認為它非常容易破裂，但令研究人員驚奇的是，它并不會破裂。該材料彎曲、扭曲和恢復結構的方式，你或許會認為它是由塑料制成的。我第一次看到它時，很難相信這是真實的，蜂窩結構的薄層使其更加堅硬，從而避免自身出現折疊或者被卡在某一物體中。如果該材料出現裂縫，也不會延伸至整個結構，當裂縫進入垂直皺狀壁時會停止擴散。 研究小組成員凱芬-達瓦米(Keivan Davami)稱，昆蟲翅膀僅有數微米厚度，其大小受到細胞厚度的限制，最新研制的超薄材料每平方米僅重0.1克，比最薄的人造翅膀材料薄10倍。

標簽： 美國