精品无人区一区二区三区神宫寺奈绪,老色69久久九九精品高潮,两个人的视频在线观看

強而輕的多孔材料在工業中廣泛應用，但制造過程中控制其物理和化學結構的困難限制了它們的力學性能。納米晶格是具有納米級特征的多孔材料，有望使用基于尺寸的效果克服這些限制。使用雙光子聚合的3D打印是最常見的納米晶格制造方法，但即使打印速度創下歷史新高，制作20×20×0.1mm³的木樁納米晶格也需要64天。自組裝方法實現了相對快速的納米晶格制造（fcc納米晶格通常需要幾天）。特別是，通過填補自組裝膠體模板的空隙而制成的金屬納米晶格，已表現出10納米周期性特征，類鈦的抗壓強度，選擇性光子吸收/發射以及高溫和化學穩定性。這些特性表明，納米晶格優于具有隨機孔隙結構和厚支柱或壁的傳統多孔金屬。然而，自組裝的模板容易受到密集的裂縫的影響，當填充材料時，這些裂縫形成倒裂紋結構，將樣品分為小的納米晶格結構域，導致應力濃度，阻斷流體/氣體輸送，并增加光學散射。雖然許多研究集中在制備自組裝納米晶格，還有一些嘗試消除倒裂紋，但沒有一種自組裝制備方法能夠產生沒有倒裂紋的大面積金屬納米點陣。

賓夕法尼亞大學的Zhimin Jiang和James H. Pikul在Nature Materials上發表研究成果，通過電化學自組裝的方法實現了厘米級的無裂紋的高強度的金屬納米晶格。該方法可用于制造具有100納米周期特征和30納米晶粒尺寸的厘米級多功能金屬納米晶格，與之前的納米晶格相比，無裂面積增加了2萬倍，加載方向的單元數量增加了1000倍。這些納米晶格在1.12%的應變下具有257兆帕的拉伸強度，密度為2.67 g cm^-3，是任何尺度上相對密度相同的最強多孔金屬的2.6倍。

作者通過保持濕模板和利用靜電力幫助金屬電沉積進入模板來消除自組裝過程中的裂縫。由此產生的鎳納米晶格具有優異的光子著色性，并接近其宏觀理論抗拉強度。高絕對強度和低密度將使鎳納米晶格以比多孔鈦小50%的體積、比多孔鐵低50%的質量，以及重要的是，其他納米晶格小十倍來取代砂巖板芯。

這種消除模板裂縫并精確控制數百萬單元金屬納米結構的方法將實現具有前所未有的性能的納米點陣，并使其在傳感、能量轉換和力學方面的應用成為可能。

Nat. Mater.又輕又強，看自組裝實現超強金屬納米晶格！

圖1. 制備無倒裂紋的金屬納米晶格的WE方法與常規方法的比較

圖1a顯示了從球形納米顆粒中生長fcc晶格模板的傳統方法。由于自由能最小化，水蒸發驅動納米顆粒在導電襯底上組裝成fcc晶格（也稱為蛋白石）。在自組裝過程中，蛋白石頂部干燥并產生裂紋，而離干燥區最近的區域仍然潮濕，沒有裂縫。潮濕區域通常保持恒定的高度，而干燥的裂痕區域則生長，直到所有水蒸發。然后，通過燒結微粒、電沉積鎳到空隙中并去除模板，將裂紋模板轉化為納米晶格。圖1c顯示了由此產生的鎳納米晶格，其倒裂紋將通常小于0.01 mm2的納米晶格結構區分開。作者發現，在膠體溶液中添加低蒸汽壓力酒精可以防止組裝好的蛋白石干燥，從而在水蒸發時將酒精濃縮在蛋白石空隙中（圖1d）。作者選擇了甘油和乙二醇來防止蛋白石干燥，因為它們可溶于水，與水相比不揮發，并且只有羥基不屏蔽納米顆粒上的電荷。當組裝的粒子聚集時，粒子之間的范德華力足夠強，可以將模板固定在一起，以經受住后續處理。實驗表明，含0.06%甘油的膠體溶液中，可產生全濕蛋白石，包裝優質，無裂紋。

雖然保持蛋白石濕潤可以防止裂縫，但由于顆粒的負表面電荷，鎳隨后無法通過模板電沉積。為此作者開發出了濕靜電（WE）方法。通過分散聚合（方法）合成的帶正電粒子具有酰胺官能團，這些官能團在水中完全質子化/電離，并產生強大的表面電荷，在電沉積過程中，電極雙層中的強電場在揭開顆粒周圍的離子云后吸引帶正電荷的粒子，這使得鎳可以無裂紋地通過濕模板沉積。WE方法將無裂紋自組裝納米晶格的可用材料從僅氧化物擴展到金屬，同時將最大納米晶格厚度增加10倍，實現厘米級樣品制備，并保持卓越的光學性能。圖2a顯示了一個90微米厚的無裂紋鎳納米晶格，其厚度是之前關于氧化物納米晶格的無裂紋研究的十倍。

Nat. Mater.又輕又強，看自組裝實現超強金屬納米晶格！

圖2. 無倒裂紋的鎳納米晶格的物理和光學表征

Nat. Mater.又輕又強，看自組裝實現超強金屬納米晶格！

圖3. 鎳納米晶格的拉伸性能

Nat. Mater.又輕又強，看自組裝實現超強金屬納米晶格！

圖4. 鎳納米晶格與其他多孔金屬和納米晶格的性能比較

原文鏈接

Jiang, Z., Pikul, J.H. Centimetre-scale crack-free self-assembly for ultra-high tensile strength metallic nanolattices. Nat. Mater. (2021).

https://doi.org/10.1038/s41563-021-01039-7

原創文章，作者：Gloria，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/11/27/986c25f254/

末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

Nat. Mater.又輕又強，看自組裝實現超強金屬納米晶格！

相關推薦