Ученые создали самую маленькую нанорешетку

Ученые из Технологического института Карлсруэ (KIT) создали самую маленькую в мире решетчатую структуру. Состоящая из распорок и скоб длиной не более 1 микрометра и 200 нанометров в диаметре, конструкция обладает общим размером менее 10 микрометров, но при этом может похвастаться повышенным по сравнению с большинством твердых материалов коэффициентом прочности.

microlattice

Специалисты из KIT говорят, что их решетчатая конструкция берет новые вершины прочности для метаматериалов (рукотворных материалов, обладающих свойствами, которые не встречаются в природе) благодаря своим размерам, которые примерно в пять раз меньше других аналогичных метаматериалов. Конструкция состоит из стеклоуглерода, являющегося одной из форм чистого углерода, но при этом наделенного свойствами стекла, керамики и графита.

Производство решетки началось с трехмерного процесса литографии, трехмерной печати, в рамках которой управляемые компьютером лазеры наделили конструкцию формой и первоначальной прочностью. Обычно этот процесс позволяет создавать решетки размером от 5 до 10 микрометров в длину и 1 микрометр в диаметре, поэтому ученые наделили конструкцию свойствами стекла, а затем впервые подвергли микрорешетчатую конструкцию пиролизу.

Пиролиз, в свою очередь, представляет собой термический процесс разложения органических и неорганических соединений при полном отсутствии кислорода. В данном случае решетку поместили в вакуумную среду и подвергли нагреву до 900 градусов Цельсия, что фактически уничтожило все химические соединения и элементы (за исключением углерода) и оставило лишь голый каркас.

kit-microlattice-1

При дальнейшем анализе полученной решетчатой конструкции ученые отметили удивительные свойства структурной стабильности под воздействием на нее давления.

«Согласно результатам наших наблюдений, уровень прочности решетки приближается к теоретическому максимуму неструктурного стеклоуглерода», — говорит профессор Оливер Крафт, соавтор данного исследования.

«Только алмазы обладают более высокой структурной стабильностью».

Исследователи считают, что такие микрорешетки могут однажды найти свое применение при производстве различных электродов, фильтров в химическом производстве или оптических компонентов, использующихся в сфере телекоммуникаций.

Ведущий автор данного исследования, доктор Дженс Баэур отмечает, что микроструктурная решетка обладает меньшей плотностью, чем вода, но при этом она такая же прочная, как сталь.

 

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.