nestormedia.com nestorexpo.com nestormarket.com nestorclub.com
на главнуюновостио проекте, реклама

Металлическая древесина

Металлическая древесина  В течение последних трех лет инженеры University of Pennsylvania's School of Engineering and Applied Science разрабатывали материал, который они назвали металлической древесиной. Данный материал получил свои полезные свойства и название от ключевой структурной особенности своего природного аналога. А именно, пористости. Металлическая древесина представляет собой решетку из наномерных никелевых распорок. Регулярно расположенные поры радикально уменьшают плотность материала без ущерба для его прочности. Их точное расположение придает металлической древесине не только прочность титана при небольшой массе, но и уникальные оптические свойства. Поскольку промежутки между ячейками имеют тот же размер, что и длины волн видимого света, свет, отражающийся от металлической древесины, интерферирует с улучшением определенных цветов. Эти изменения цвета основаны на угле, под которым свет отражается от поверхности, что придает ей ослепительный вид и возможность использования в качестве датчика.

В настоящее время специалисты Penn Engineers решили главную проблему, препятствующую производству металлической древесины значимых размеров. Речь идет об устранении перевернутых трещин, которые образуются при выращивании материала из миллионов наномерных частиц до металлических пленок, достаточно больших, чтобы из них можно было строить.

Предотвращение этих дефектов, которые десятилетиями сопутствовали созданию аналогичных материалов, позволяет собирать полосы из металлической древесины на площадях, в 20 тысяч раз больших, чем они были раньше. Джеймс Пикул, доцент кафедры машиностроения и прикладной механики, и Чжимин Цзян, аспирант его лаборатории, опубликовали исследование, демонстрирующее это улучшение, в журнале Nature Materials.

Когда в обычном материале образуется трещина, связи между атомами разрываются, и в конечном итоге материал раскалывается. Напротив, перевернутая трещина говорит об избытке атомов. В случае металлической древесины перевернутые трещины состоят из дополнительного никеля, который заполняет нанопоры, важные для его уникальных свойств.

Перевернутые трещины были проблемой с момента первого синтеза подобных материалов в конце 1990-х годов, говорит Чжимин Цзян. Найти простой способ их устранения было давней проблемой в этой области. Эти перевернутые трещины возникают из-за того, как устроена металлическая древесина. Она начинается как шаблон из наномерных сфер, уложенных друг на друга.

Когда никель осаждается через шаблон, он образует вокруг сфер металлическую решетчатую структуру, которую затем можно растворить, чтобы оставить характерные поры. Однако, если есть какие-либо места, где нарушается регулярная укладка сфер, никель заполнит эти зазоры, создавая перевернутую трещину при удалении шаблона.

Стандартный способ создания этих материалов состоит в испарении из раствора наночастиц влаги до тех пор, пока частицы не станут сухими и не окажутся равномерно сложенными. Проблема в том, что силы поверхностного натяжения воды настолько велики, что разрывают частицы и образуют трещины, подобные трещинам, которые образуются в высыхающем песке, говорит Пикул.

Эти трещины очень трудно предотвратить в структурах, которые мы пытаемся построить, поэтому мы разработали новую стратегию, которая позволяет нам самостоятельно собирать частицы, сохраняя шаблон во влажном состоянии.

Это предотвращает растрескивание пленок, но поскольку частицы влажны, мы должны зафиксировать их на месте с помощью электростатических сил, чтобы мы смогли заполнить их металлом.

Теперь, когда стало возможным получение более крупных и более плотных полос металлической древесины, исследователи особенно заинтересованы в использовании этих материалов для создания более совершенных изделий.

Наш новый производственный подход позволяет нам изготавливать пористые металлы, которые в три раза прочнее, чем предыдущие пористые металлы, при аналогичной относительной плотности и в 1000 раз большие, чем другие нанорешетки, говорит Пикул.

Мы планируем использовать эти материалы для создания ряда ранее невозможных изделий, которые мы уже используем в качестве мембран для разделения биоматериалов в диагностике рака, при создании защитных покрытий и гибких датчиков.




Ещё из раздела технологии

    Исследователи из Инженерного колледжа Университета Purdue разработали запатентованную технологию однофотонной 3D-нанопечати. Данная технология обеспечивает более высокую эффективность создания сложных наноструктур высокого разрешения, быстрее и с ...
      Компания Allied Machine & Engineering, производитель систем обработки отверстий и отделки, внедрила программное обеспечение Wohlhaupter Tool-Architect. Данный софт представляет собой конфигуратор модульных системных инструментов, который позволяет ...
        Компания Aicon 3D Systems, разработчик трехмерных измерительных систем на основе оптических камер, предоставила свой портативный машинный координатно-измерительный пакет MoveInspect HR с прямым интерфейсом специалистам компании Delcam, ...
          Предложив новое программное обеспечение Mastercam X6 Mill, компания CNC Software позволила фрезеровщикам расширить диапазон гибкости обработки металла. Говорить в данной связи можно и о большем быстродействии, и о большей автоматизированности. Новые ...
            Расширение металлообрабатывающих компаний, наращивание ими как производственных мощностей, так и бизнес-потенциала неизбежно требуют и корректировки арсенала программного обеспечения всего процесса выпуска продукции, от получения заказа до его ...
              Компания Cimatron, поставщик программного обеспечения автоматизации конструирования и производства пресс-форм и штампов, объявила о выпуске софта Cimatron V16. Теперь, после периода промышленного бета-тестирования, софт Cimatron V16 доступен для ...
                Использование Mastercam Mill от CNC Software предполагает расширенную гибкость обработки и повышенный акцент на скорости и автоматизации. Многоосевые функции, 3D -улучшения и высокоскоростные 2D -траектории сочетаются с десятками дополнительных ...
                  KEYENCE Corporation of America предлагает оптический датчик, использующий искусственный интеллект. Алгоритм обучения искусственного интеллекта серии IV2 Vision Sensor означает, что все, что нужно делать клиентам, это обучать искусственный интеллект ...
                    PartID, это опция, доступная в BySoft CAM. Идентификационный код генерируется с помощью BySoft CAM и наносится на деталь лазером. На листогибочном прессе деталь впоследствии регистрируется сканирующим устройством, и желаемая программа гибки может ...
                      Производство таких деталей, как винты для слуховых аппаратов, балансировочные грузики для автоматических наручных часов или микротокарные детали для медицинских сборок, требует соответствующих ноу-хау, точных станков и специальных инструментов. При ...
                        При очистке или обезжиривании металлов важно выбрать чистящую жидкость, которая защищает от мгновенной ржавчины. Также важно учитывать метод очистки, так как высокое давление и сильное перемешивание могут привести к пенообразованию. Для решения ...
                          Новые продукты из разряда систем автоматизированного проектирования появляются почти ежемесячно. Во всяком случае, в начале каждого очередного года. И в 2015 году не случилось никаких изменений в этой тенденции. Совсем недавно EdgeCAM, ...
                          © 2025 Новости металлообработки
                                                                

                          Сайт работает на платформе Nestorclub.com