Календарь новостей

« Апрель 2024 »
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30

Гибкая керамика с памятью формы

Источник: mit.edu

Керамика не отличается гибкостью: изделия из этого материала, как правило, ломаются при стрессе. Но международная команда исследователей нашла исключение из этого правила — для очень маленьких объектов. В проекте приняли участие профессор Кристофер Шух, аспирант Алан Лай (Массачусетский технологический институт, США) и их коллеги Зехуи Ду Губ и Чи Ган Наньян (Технологический университет в Сингапуре). Ученые разработали технологию создания крошечных керамических объектов, которые не только являются гибкими, но и имеют «память формы». Их можно согнуть, а затем, при нагревании, они возвращаются к изначальной форме. Память формы для некоторых материалов (металлов и некоторых полимеров) известна с 1950 года. Теоретически, молекулярная структура керамики могла бы позволить создавать материалы с памятью формы, но до сих пор хрупкость и склонность к растрескиванию препятствовала этому.

Исследователи действовали в двух направлениях. Во-первых, они создали крошечные объекты, невидимые невооруженным глазом — короткие нити диаметром 1 микрометр. Во-вторых, они сосредоточились на том, чтобы отдельные кристаллические зерна охватывали все пространство микромасштабной структуры. Им удалось удалить границы кристаллических зерен — именно в этих участках трещины наиболее вероятны. Эта тактика позволила повысить предел деформации материала без разрушения до 7% от исходного размера. Хотя в обычном состоянии керамика трескается при деформации в 1%. В данной работе использовалась керамика из оксида циркония. При воздействии нагрузки молекулярная структура материала деформировалась, но не разрушалась.

И хотя керамика без нагрузки и под нагрузкой имела одинаковый химический состав, молекулярные конфигурации соответствовали двум разным природным минералам. Без нагрузки керамика имела структуру аустенита, а в случае деформации принимала структуру мартенсита. При нагреве молекулярная конфигурация возвращалась к структуре аустенита. Аспирант Лай отмечает, что новая методика может использоваться не только в отношении оксида циркония, но и других керамических материалов. Она позволяет сочетать в одном объекте главные достоинства металлов (гибкость) и керамики (прочность). Конечно, микрометровые нити являются крошечными для обычных промышленных стандартов. Но с точки зрения нанотехнологий такие объекты — не такие уж маленькие. Новые гибкие керамические структуры могут стать важным инструментом для улучшения наноустройств, в особенности — в биомедицине.

Подготовлено по материалам (источник): mit.edu
Дата: 27 сентября 2013
Другие новости, которые читают вместе с этой: Новая технология производства керамики Разработан трехступенчатый процесс для создания фрактальных наноструктур Найден способ повышения прочности алюминиевых сплавов Гибкие проводники на основе медного аэрогеля Новый тип гидрогеля: эластичный и прочный, с памятью формы Новые ключи к износу: скользящие металлы демонстрируют поведение жидкостей