http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-07-06
科学家已制造出一种革命性的超强纳米材料。它可用于从牙齿矫正器和医学植入物到电缆、太阳能电池板和手机等各种装置。
新浪科技讯 北京时间7月6日消息，据国外媒体报道，科学家已制造出一种革命性的超强纳米材料。它可用于从牙齿矫正器和医学植入物到电缆、太阳能电池板和手机等各种装置。《科学》杂志刊登了他们的研究成果。这些研究人员战胜一个名为“死亡之谷”、30多年来令科学家倍受挫折的纳米设计挑战。
顾名思义，纳米线是一种厚度在纳米范围的材料。它们比现有材料硬10倍，还极具弹性，致使它们可适应各种形状同时恢复原状。但单根纳米线太小，目前还不能用于较大材料中。科学家设法开发所谓的“疏松材料”，这种材料具有纳米线的非凡机械性能。但它们在结构用途中和基质材料结合使用时难以保持纳米线的弹性和强度。这是因为纳米线比用于疏松材料的基质更硬更具弹性。
研究人员用嵌入镍钛形状记忆合金基质的铌纳米线开发出一种复合材料，解决这个问题。中国北京石油大学的郝世杰(Shijie Hao音译)是这项研究负责人。参与这项研究的科学家之一、西澳大利亚大学教授刘一农(Yinong Liu音译)说：“找到一种可替代超强纳米线的基质是个关键。我们尝试过所有类型的基质材料，但它们都不行。然后我们使用镍钛形状记忆合金，结果出现戏剧性变化。30年来，科学家一直梦想着用纳米线增强一种基质，然后制造出一种超强材料。但纳米线和基质材料间的接触面总是出现问题，因为基质不能分担负荷，最后剥离脱落。”
和其他在压力下经历晶体结构损伤的金属不同的是，镍钛形状记忆合金经历一个名为“马氏体转变”的过程，致使晶格结构在出现残缺后重新进行排列。刘一农说：“通过这种嵌入基质的新纳米线，将制造出可用于电缆、丝带和管子的超强结构材料。它们的弹性应变比普通电线高60%，这在以前是前所未闻的。”(孝文)
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