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纳米尺度的弯小川さくら曲钻石是可能的

纳米技术 2022-02-27 21:15:39

悉尼科技大学 信用:Flickr/Kim Alaniz 钻石受到科学家和珠宝商的青睐,主要是因为它具有一系列非凡的特性,包括非凡的硬度

现在,一组澳大利亚科学家发现钻石可以弯曲和变形,至少在纳米级

研究人员说,这一发现为传感、国防和能量存储领域的新型纳米器件的设计和工程开辟了一系列可能性,但也显示了未来纳米技术面临的挑战

这项发表在《高级材料》杂志上的研究的主要作者说,基于碳的纳米材料,如金刚石,具有特殊的科学和技术意义,因为“在它们的自然形态中,它们的机械性能可能与微观和纳米尺度的非常不同。”

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来自悉尼科技大学(UTS)的学生布雷克·里根

“在纳米光子学、微电子机械系统和辐射屏蔽等新兴应用领域,钻石处于领先地位

这意味着在医学成像、温度传感以及量子信息处理和通信方面的广泛应用

“这也意味着我们需要知道这些材料在纳米尺度上的表现——它们是如何弯曲、变形、改变状态、破裂的

我们还没有单晶金刚石的信息,”里根说

该团队包括来自柯廷大学和悉尼大学的科学家,他们使用长度约为20纳米的金刚石纳米针,比人类头发小10000倍

纳米粒子受到来自扫描电子显微镜的电场力

通过使用这种独特的非破坏性可逆技术,研究人员能够证明纳米针,也称为金刚石纳米柱,可以在中间弯曲90度而不会断裂

除了这种弹性变形之外,研究人员还观察到了一种新形式的塑性变形,即纳米柱的尺寸和金刚石的晶体取向以特定的方式同时发生

首席研究员UTS教授伊戈尔·阿哈罗诺维奇说,结果是意想不到地出现了一种新的碳状态(称为08碳),并展示了“钻石前所未有的机械行为”

" “对于纳米结构材料如何扭曲和弯曲,以及改变纳米结构的参数如何改变其从机械到磁性到光学的任何物理特性,这些都是非常重要的见解

与碳的许多其他假想相不同,08碳在张力下自发出现,类金刚石键以类似拉链的方式逐渐断裂,将一大块区域从金刚石转化为08碳

“纳米技术的潜在应用非常多样

我们的发现将支持新设备的设计和工程应用,如超级电容器或光学滤波器,甚至空气过滤,”他说

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