کشف ویژگی منحصر به فرد در نانوساختار های پیچیده

محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و دانشگاه تگزاس در آستین یک ویژگی منحصر به فرد را در نانوساختارهای پیچیده کشف کردند که قبلا فقط در نانوساختار های ساده دیده می شد.

به گزارش تکناک، آنها همچنین مکانیک داخلی مواد را کشف کرده اند که امکان وجود این ویژگی را فراهم می کند.

این یافته ها در مقاله اخیری که در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده گزارش شده است. دانشمندان این ویژگی‌ها را در «نانو شبکه‌های» مبتنی بر اکسید، که مواد کوچک و توخالی با ساختاری شبیه اسفنج‌های دریایی هستند، پیدا کردند.

یونگ ژو، پروفسور دپارتمان مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه State NC و یکی از نویسندگان اصلی در این باره می گوید: این قبلاً در نانوساختارهای ساده مانند یک نانوسیم دیده شده است که حدود 1000 برابر نازکتر از مو است. اما این اولین بار است که ما آن را در یک نانوساختار سه بعدی می بینیم.

از این پدیده به عنوان آنالاستیسیته یاد می شود. این به چگونگی واکنش مواد در طول زمان به استرس مربوط می شود. هنگامی که مواد مورد بررسی در این مقاله خم شدند، عیوب کوچک به آرامی در پاسخ به گرادیان تنش حرکت کردند. هنگامی که استرس آزاد می شود، عیوب میکروسکوپی به تدریج به مکان اصلی خود باز می گردند و در نتیجه رفتار آناالاستیک ایجاد می کنند.

محققان همچنین دریافتند که این نقص ها ویژگی های اتلاف انرژی را هنگام حرکت به جلو و عقب باز می کنند. این نشان می دهد که آنها توانایی دفع چیزهایی مانند ارتعاشات و امواج فشار را دارند.

چرا مهم است

این ماده روزی می تواند به عنوان ضربه گیر عمل کند، اما از آنجایی که بسیار سبک و نازک است، در مقیاس بسیار کوچک خواهد بود. محققان می گویند که این می تواند به عنوان بخشی از تراشه های الکترونیکی یا سایر دستگاه های الکترونیکی یکپارچه منطقی باشد.

هائو ژانگ دانشیار دپارتمان مهندسی مکانیک واکر در UT Austin، می‌گوید: به طور بالقوه می‌توانید این ماده را زیر تراشه‌های نیمه‌رسانا قرار دهید و از آن‌ها در برابر ضربه یا ارتعاش خارجی محافظت کنید.

اکنون که این ویژگی های بی الاستیک کشف شده اند، گام بعدی کنترل آنها است. محققان هندسه نانوساختارها را بررسی کرده و با شرایط بارگذاری مختلف آزمایش خواهند کرد تا نحوه بهینه‌سازی عملکرد آنالاستیک را برای کاربردهای اتلاف انرژی ببینند.