- 2022-09-26 11:34:28 来源:深圳摩方新材科技有限公司 浏览量:333次
- 【导读】通过利用摩方精密开发的基于面投影微立体光刻(PμSL)3D打印技术(摩方精密nanoArch P130, S140超高精度3D打印系统),实现了仿生机械超材料单元在微米尺度的高分辨制备。
-
机械超材料通常是由诸多具有相同微结构的基本单元堆叠而成。当受到较大外载荷作用时,其内部具有均一结构的单元会呈现出相同的变形失效形式,进而形成贯穿结构整体的剪切带并导致应力与能量吸收等多种性能指标急剧下降,极大的限制其在实际工程领域的应用。具有交错层状微纳结构的海螺壳以良好的吸能特性而闻 名。其内部独特的软-硬界面可在保证有效能量吸收的同时合理调控生成裂纹的走向,提高了整体破坏的能量吸收阈值。受此启发,香港城市大学机械工程系的陆洋教授提出了一种独特的机械超材料结构设计长程周期性概念:即在保留整体结构周期性的基础上引入了局域特殊性,从而同时实现机械超材料在受力变形过程中剪切带均匀分布与尺寸缩减的目的。此外,基本单元节点异质性带来的约束梯度能够实现超材料内部破坏位置与顺序的有效调控。通过利用摩方精密开发的基于面投影微立体光刻(PμSL)3D打印技术(摩方精密nanoArch P130, S140超高精度3D打印系统),实现了仿生机械超材料单元在微米尺度的高分辨制备。
图1. 仿生机械超材料设计、制备与分析
随后,作者对机械超材料进行了系统的实验与仿真对比研究。传统的BCC结构中出现了沿45度方向的整体破坏并伴随应力的断崖式下降。相比于BCC结构,单层仿生机械超材料则展现出了多条分布均匀的剪切带。由于特殊交错层状结构的存在,其在压缩过程中表现出了独特的自增强响应。通过扩展机械超材料长程周期性的维度,三层仿生机械超材料进一步表现出了更为优异的机械性能指标以及跨层变形迟滞性。后续的有限元仿真分析进一步验证了节点约束梯度对调控仿生机械超材料内部破坏位置与顺序的有效性。即使树脂经过高温脆化处理,该结构的比吸能指标依然能达到4544 kJ/kg。这一结果为高性能的仿生机械超材料设计提供了参考。
图2.机械超材料压缩实验验证
图3. 机械超材料有限元模拟分析
该项成果获得了深圳市科创委基础研究项目及香港城市大学研究项目经费支持,以“Three Dimensional Printing of Bioinspired Crossed-Lamellar Metamaterials with Superior Toughness for Syntactic Foam Substitution”为题发表于美国化学会期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》。
作者团队简介:陆洋,香港城市大学机械工程学系正教授,香港城市大学深圳研究院纳米制造实验室(NML)研究员、主任。主要从事微纳米力学、原位电镜及微纳先进制造技术研究,特别是对于低维材料的力学行为及其尺度效应的探索,促进其在微机械/机电系统及先进制造等实际应用。陆老师与合作者在早前的研究中发现了超细金属纳米线的“冷焊”现象以及纳米尺度下硅和金刚石的“超大弹性”,有望应用于创新微电子以及量子器件。近年来也重 点关注新型高熵、中熵合金的镀膜技术及其机械性能尺度效应的探索,为高、中熵合金在机械超材料和轻质构件等制造领域的应用提供技术支撑,并取得一系列原创科研成果。他以第 一或通讯作者在Science、Nature Nanotechnology、Nature Materials、Science Advances、Nature Communications等学术刊物发表文章100余篇,并担任Materials Today、Acta Mechanica Sinica、中国科学: 技术科学等学术期刊的编辑。
原文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.2c12297欢迎各位专家学者提供稿件(微纳3D打印相关研究成果、前沿技术、学术交流)。投稿邮箱:bmf@bmftec.cn。
该文章发布的目的在于传递更多信息,如涉及作品内容、版权或其它问题,请于我司联系,我们将在第 一时间删除内容!
- 标签:机械超材料 , 超高精度3D打印系统
- 收藏(0) 赞(0) 踩(0)
- 随时了解更多仪器资讯,求购、招标、中标信息实时更新,厂商招商信息随时看。大量、齐全、专业的仪器信息尽在仪器网(yiqi.com)。扫一扫关注仪器网官方微信,随时随地查看仪器用户采购、招标需求!
-
为你精选
-
江苏跨境电商进出口额实现快速增长 哪些仪器有望受益跨境电商?
今年以来,江苏大力推动跨境电子商务高质量发展。 持续提升货运专线服务能力和覆盖范围,打造特色跨境电商产业带。 跨境电商进出口额实现快速增长。
2024-04-16 11:20:44 业内交流
-
华为助力金融行业加速拥抱AI 仪器行拥抱AI有哪些机遇和发展?
据华为数据存储微信ID显示,4月11日,以“数字创造未来,智慧金融”为主题的2024华为金融创新数据基础设施峰会在重庆举行。 在本次峰会上,华为数据存储产品线总裁周跃峰正式发布了金融行业四大解决方案。
2024-04-15 10:45:52 业内交流
-
国家发改委确立煤炭产能储备制度 有序建设储备煤矿项目哪些仪器将受益?
我们需要了解什么是煤炭产能储备制度。这是一种政府为了应对可能出现的能源供应短缺或其他突发情况,而提前储备一定数量的煤炭生产能力的制度。这需要在正常生产之外,再额外建设一些煤矿,以备不时之需。
2024-04-12 16:58:33 业内交流
-
央行加大对住房保障体系经融支持力度 地产重构经营模式带来哪些仪器行业机遇?
住房保障体系的完善和房地产市场的稳定发展,将促进相关产业链的拓展和完善。其中,检测和认证服务将成为重要的一环。从建材的质量检测到室内空气环境的评估,都需要专业的仪器设备来完成。
2024-04-07 13:30:11 业内交流
-
中国成功研发双向脑机接口芯片 对新型医疗器械研发有何指导作用?
到目前为止,国外脑机接口芯片只能实现3000多个通道,而且是单向的。 黄立此前接受采访时表示,马斯克的脑机接口需要将传感器逐个植入脑组织,操作时间较长。 但中国脑机的65000个通道是一次性植入的。
2024-03-27 10:39:57 业内交流
-
江苏跨境电商进出口额实现快速增长 哪些仪器有望受益跨境电商?
今年以来,江苏大力推动跨境电子商务高质量发展。 持续提升货运专线服务能力和覆盖范围,打造特色跨境电商产业带。 跨境电商进出口额实现快速增长。
香港城市大学陆洋教授课题组《ACS Appl. Mater. Interfaces》: 基于3D打印的仿生高韧机械超材料
①本文由仪器网入驻的作者或注册的会员撰写并发布,观点仅代表作者本人,不代表仪器网立场。若内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们立即通知作者,并马上删除。
②凡本网注明"来源:仪器网"的所有作品,版权均属于仪器网,转载时须经本网同意,并请注明仪器网(www.yiqi.com)。
③本网转载并注明来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
④若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi
- ACCSI2024,上海仪电科学仪器蝉联科学仪器行业多项奖项
- 【飞纳三点半】第 91 期直播通知:VSParticle 干法打印技术在电解水制氢催化剂中的应用
- 【内含福利】小鼠造模不用慌,MP饲料来帮忙!
- 新品上市 | 风传花信,SPINeasy血液核酸提取试剂盒已上市!
- 锂电行业 | 快速水份测定仪在锂电生产企业中的应用
- 新质检测和分析方案助力锂电新质生产力
- 天美公司-仪器信息网深度合作参与第十七届中国科学仪器发展年会ACCSI2024并斩获多项大奖
- 聚焦血管健康:深度探索与前沿对话——“血管稳态与疾病研究前沿会议”回顾
- 热点应用丨“小”花粉“大”奥秘—RMS1000带你解密花粉热(上)
- 农业新质生产力从生物育种开始
- 机械接触式测厚仪:一款精准测量厚度的神奇工具
- 电能质量监测装置在某单晶硅棒光伏产业基地的应用
- Q-6紫外分光光度计 | 环境监测的利器,助力绿色发展