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美研究员发现螳螂虾附肢表面的纳米涂层颗粒可用于汽车保护

编辑:官网首页    时间:2020-08-24    浏览:94
【轿车资料网】加州大学尔湾分校(University of California, Irvine)的资料科学研讨员正在向螳螂虾学习耐性。陈旧的甲壳类动物配备两个锤子般的锤状附肢,用来击打、损坏猎物。这些拳头能够以超越50英里/小时的速度从身体打出,通过强壮的冲击之后却并未遭到损坏。 Credit: Unsplash/CC0 Public Domain

UCI研讨人员发现,螳螂虾的“锤头”上具有共同规划的纳米涂层颗粒,能够吸收和耗费能量。该发现宣布在《天然资料》上,这对轿车、航空航天和体育职业的工程资料具有重要意义。

UCI资料科学与工程学教授David Kisailus研讨螳螂虾已有十多年了。他说:“以这样的速度在墙壁上打几千次而不打断拳头。这真是令人形象深入,这让咱们考虑怎么完成。”

David·Kisailus和博士后学者Wei Huang用透射电子和原子力显微镜查看了球杆外表层的纳米结构和资料成分。他们确认纳米颗粒是由有机(蛋白质和多糖)和无机(磷酸钙)纳米晶体彼此环绕而成的双接连球。

3-D无机纳米晶体是介晶的,基本上像乐高积木相同堆叠在一起,它们衔接在一起的方向差很小。结晶界面关于外表层的回弹力至关重要,由于它们在高速冲击进程中会开裂并被打破,从而使穿透深度下降一半。

David·Kisailus说:“高分辨率TEM的确协助咱们了解了这些粒子,它们的结构以及它们在不同类型的压力下怎么反响的。”“在相对较低的应变率下,颗粒简直能够像棉花糖相同变形,并在应力消除后恢复原状。”

他指出,高应变冲击下,结构的行为有很大不同。“这些颗粒在纳米晶体的界面处变硬和决裂。当损坏某些东西时,就是在翻开新的外表来耗费很多的能量。”

该团队包含普渡大学,牛津仪器和布鲁克公司的研讨人员,还能够丈量和描绘涂层令人形象深入的阻尼特性。Kisailus说:“彼此浸透的网络中坚固的无机和有机资料为涂层赋予了令人形象深入的阻尼特性,而又不影响其刚度。这是一种稀有的组合,胜过大多数金属和工业陶瓷。”

他标明,现在专心于将这些发现转化为各个领域的新使用:“咱们能够幻想出一些方法来规划相似的颗粒,以添加轿车、飞机、橄榄球头盔和防弹衣外表的维护才能。”

 

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