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j9九游注册网站 科学家用3D打印开发超高强度轻质材料

j9九游 2016-11-23

材料学家Jens Bauer和德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)一个技术团队受人类骨骼的启发正在使用3D激光光刻技术开发一种高强度轻质材料。这种材料比其它所有工程材料的强度重量比都高,而且密度比水还低。

摘要

材料学家Jens Bauer和德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)一个技术团队受人类骨骼的启发正在使用3D激光光刻技术开发一种高强度轻质材料。这种材料比其它所有工程材料的强度重量比都高,而且密度比水还低。

在材料科学家眼里,整个世界都是材料构成的。大多数材料科学家的毕生追求的目标是找到强度更高而密度更低的材料。正常的情况是物体的强度越高,它们的比重越大。

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自然界存在一些天然的多孔材料,比如骨头或木材,往往具有轻质高强度的特点,但是其复杂的微观结构使得这些天然材料不可能被复制。

但如今,激光和3D打印技术的新发展使得像Bauer这样的材料科学家们获得了强大的工具来实现新型材料的设计开发。Bauer和他的团队使用了一种由Nanoscribe开发的名为3D激光光刻(3D laser lithography)的技术。Nanoscribe是KIT下属的一个研究机构,3D激光光刻是使用极小的激光束和特殊镜片通过光敏感聚合物来创建微小结构。然后将聚合物用一种铝化合物包裹以创造出通风、结构重叠、骨骼状的材料,如下所示。

Bauer和他的团队对上述不同结构的材料进行压力测试,从而找出具有最高强度重量比的新型材料。据了解,最后找出的最强材料内部拥有蜂窝结构体而且被50纳米厚的氧化铝涂层包裹。它能够承受的压力高达280兆帕斯卡,这使得它成为最强的人造材料,而且密度比水轻。

Nanoscribe现有的制造系统只能制造几十微米大小的这种材料。随着激光技术、3D打印和材料技术的提高,预计这种新型的超强轻质材料将很快在现实生活中应用。