Propriété unique découverte pour la première fois dans des nanostructures complexes

La propriété n’était auparavant trouvée que dans des nanostructures simples.

La propriété intrigante de la matière dissipe l’énergie.

des chercheurs de Université d’État de Caroline du Nord Et le L’Université du Texas à Austin Ils ont découvert une propriété unique dans les nanostructures complexes qui n’était auparavant trouvée que dans les nanostructures simples. Ils ont également découvert la mécanique interne des matériaux qui permet à cette propriété d’exister.

Les résultats sont rapportés dans un récent article de recherche publié dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences. Les scientifiques ont trouvé ces propriétés dans les « nanonets » à base d’oxyde, qui sont de petits matériaux creux avec une structure semblable à une éponge de mer.

a déclaré Yong Zhou, professeur au Département de génie mécanique et aérospatial de Caroline du Nord et l’un des principaux auteurs de l’article. « Mais c’est la première fois que nous le voyons dans une nanostructure tridimensionnelle. »

Défauts uniques dans le matériau 3D. Crédit : Université du Texas à Austin / Université d’État de Caroline du Nord

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Ce phénomène est appelé élasticité. Cela a à voir avec la façon dont les sujets réagissent au stress au fil du temps. Lorsque les matériaux examinés dans cet article étaient pliés, les petits défauts se déplaçaient lentement en réponse au gradient de contrainte. Lorsque la contrainte est relâchée, les défauts microscopiques reviennent progressivement à leur position d’origine, ce qui entraîne un comportement inélastique.

Les chercheurs ont également découvert que ces défauts libèrent des propriétés de dissipation d’énergie lorsque vous vous déplacez d’avant en arrière. Cela indique qu’ils ont la capacité de dissiper des choses comme les vibrations et les ondes de pression.

en quoi est-ce important

Le matériau pourrait un jour agir comme un amortisseur, mais parce qu’il est si léger et mince, ce sera à très petite échelle. Les chercheurs disent que cela peut avoir du sens dans le cadre de micropuces ou d’autres appareils électroniques intégrés.

« Vous pouvez placer ce matériau sous des tranches de semi-conducteur et le protéger des chocs ou des vibrations externes », a déclaré Chih-Hao Zhang, professeur adjoint au département Walker de génie mécanique de l’Université d’Austin.

Quoi d’autre

Maintenant que ces propriétés inélastiques ont été découvertes, la prochaine étape consiste à les contrôler. Les chercheurs examineront l’architecture des nanostructures et expérimenteront différentes conditions de charge pour voir comment améliorer les performances inélastiques des applications de dissipation de puissance.

Référence : « Anelasticity in Thin-shell nanolattices » par I-Te Chen, Felipe Robles Poblete, Abhijeet Bagal, Yong Zhu et Chih-Hao Chang, 12 septembre 2022, disponible ici. Actes de l’Académie nationale des sciences.
DOI : 10.1073/pnas.2201589119

L’étude a été financée par la National Science Foundation.