I ricercatori dell'Università del Texas ad Austin e della North Carolina State University hanno scoperto, per la prima volta, una proprietà unica in nanostrutture complesse che finora è stata trovata solo in nanostrutture semplici. Inoltre, hanno svelato la meccanica interna dei materiali che rende possibile questa proprietà.

In un nuovo articolo pubblicato questa settimana negli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , i ricercatori hanno trovato queste proprietà in "nanolattici" a base di ossido, che sono minuscoli materiali cavi, simili nella struttura a cose come le spugne di mare.

"Questo è già stato visto in nanostrutture semplici, come un nanofilo, che è circa 1.000 volte più sottile di un capello", ha affermato Yong Zhu, professore presso il Dipartimento di ingegneria meccanica e aerospaziale presso l'NC State, e uno degli autori principali di la carta. "Ma questa è la prima volta che lo vediamo in una nanostruttura 3D."

Il fenomeno in questione è chiamato anelasticità. Si riferisce al modo in cui i materiali reagiscono alle sollecitazioni nel tempo. Quando i materiali studiati in questo documento sono stati piegati, minuscoli difetti si sono mossi lentamente in risposta al gradiente di sollecitazione. Quando lo stress è stato rilasciato, i minuscoli difetti sono tornati lentamente nelle loro posizioni iniziali, determinando il comportamento anelastico.

I ricercatori hanno anche scoperto che quando questi difetti si muovono avanti e indietro, sbloccano le caratteristiche di dissipazione dell'energia. Ciò significa che possono dissipare cose come onde di pressione e vibrazioni.

Il materiale un giorno potrebbe fungere da ammortizzatore, ma poiché è così leggero e sottile, sarebbe su scala molto piccola. I ricercatori affermano che potrebbe avere senso come parte di chip per l'elettronica o altri dispositivi elettronici integrati.

"Potresti potenzialmente mettere questo materiale sotto i chip semiconduttori e proteggerli da urti o vibrazioni esterne", ha affermato Chih-Hao Chang, professore associato presso il Walker Department of Mechanical Engineering presso UT Austin.

Ora che queste caratteristiche anelastiche sono state scoperte, il passo successivo è controllarle. I ricercatori esamineranno la geometria delle nanostrutture e sperimenteranno diverse condizioni di carico per vedere come ottimizzare le prestazioni anelastiche per applicazioni di dissipazione di energia.

I membri del team di UT Austin includevano Chang e I-Te Chen, un ex dottorato di ricerca. alunno. I membri del team di NC State includevano Zhu, Felipe Robles Poblete e Abhijeet Bagal, entrambi ex dottorandi. studenti. + Esplora ulteriormente

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