格拉斯哥大学
聚丙烯无规共聚物/多壁碳纳米管(PPR/多壁碳纳米管)多孔结构的设计和制造:添加制造的具有6重量%碳纳米管(CNT)和30%相对密度的PPR/多壁碳纳米管晶格的CAD模型和图像
学分:先进工程材料(2022)
多伊:10
1002/adem
202200194 天然材料的细胞形式是一个国际工程师团队开发的新型轻质3D打印智能建筑材料的灵感来源
由格拉斯哥大学工程师领导的团队将一种常见的工业塑料与碳纳米管混合，创造出一种比可比的传统材料更坚韧、更强大、更智能的材料
纳米管还允许原本不导电的塑料在其整个结构中携带电荷
当该结构受到机械载荷时，其电阻会发生变化
这种现象被称为压敏性，赋予材料“感知”其结构健康的能力
通过使用先进的3D打印技术，对打印结构的设计进行高度控制，他们能够创建一系列具有中尺度多孔结构的复杂设计，这有助于减少每个设计的总重量，并最大限度地提高机械性能
该团队的细胞设计类似于自然界中发现的多孔材料，如蜂窝、海绵和骨头，这些材料重量轻但结实
研究人员认为，他们的细胞材料可以在医学、修复术、汽车和航空航天设计中找到新的应用，这些领域需要低密度、坚韧且具有自我感知能力的材料
这项研究可以在《高级工程材料》杂志的早期观点文章中在线获得
在论文中，研究人员描述了他们如何研究他们使用定制材料打印的三种不同纳米工程设计的能量吸收和自我感知特性，这种材料由聚丙烯无规共聚物和多壁碳纳米管制成
在测试的三种设计中，他们发现其中一种展示了机械性能和自我感知能力的最有效组合——立方体形状的“板格”,其中包含紧密包装的平板
当经受单调压缩时，晶格结构显示出类似于相同相对密度的镍泡沫的能量吸收能力
它也优于许多其他相同密度的传统材料
这项研究由博士领导
来自格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院的尚穆甘·库马尔，以及他的同事剑桥大学的维克拉姆·德什潘德教授和麻省理工学院的布莱恩·沃德尔教授
博士；医生
库马尔说:“大自然有很多东西可以教工程师如何平衡性能和结构，以创造高性能的轻质材料
我们从这些形式中获得灵感来开发我们的新细胞材料，这种材料比传统生产的材料具有独特的优势，可以通过微调来控制它们的物理属性
“我们选择的聚丙烯无规共聚物具有增强的加工性能、改善的耐温性、更好的产品一致性和更好的冲击强度
碳纳米管有助于使其在赋予导电性的同时具有机械强度
我们可以在设计中选择多孔性的程度，并设计多孔的几何形状，以提高质量特定的机械性能
“像这样重量轻、更坚韧、能自我感知的材料有很大的实际应用潜力
例如，它们可以帮助制造更轻、更高效的车身，或者为患有脊柱侧凸等疾病的人制造能够感知身体何时没有得到最佳支撑的背撑
它们甚至可以被用来制造新型的电池电极
" 该团队的论文题为“通过添加制造实现纳米工程自感知晶格的多功能性”，发表在《先进工程材料》杂志上
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
