Ett team av forskare från University of California, Berkeley, har upptäckt att nanovoider kan förbättra materialens prestanda. Nanovoider är små hål som bara är några nanometer stora. De kan skapas med en mängd olika metoder, såsom jonimplantation eller kemisk etsning.
Forskarna fann att nanovoider kan förbättra hållfastheten och segheten hos material. De fann också att nanovoider kan minska mängden energi som behövs för att spricka ett material. Detta innebär att material med nanovoider kan användas för att göra lättare och effektivare komponenter.
Forskarna säger att deras fynd kan ha en betydande inverkan på utvecklingen av nya material för ett brett spektrum av applikationer, såsom flyg, bilar och medicintekniska produkter.
Hur nanovoider förbättrar materialprestanda
Nanovoider förbättrar materialets prestanda genom ett antal mekanismer.
* Förstärkning: Nanovoider kan stärka material genom att utgöra en barriär mot förflyttning av dislokationer. Dislokationer är defekter i kristallstrukturen hos ett material som kan få det att spricka. Nanovoider kan fungera som hinder för dislokationer, hindra dem från att röra sig och få materialet att gå sönder.
* Härdning: Nanovoider kan också sega material genom att absorbera energi under fraktur. När ett material med nanovoider spricker kan nanovoiderna absorbera energi genom att expandera och dra ihop sig. Denna absorption av energi hjälper till att bromsa brottprocessen och göra materialet mer motståndskraftigt mot brott.
* Minska energiförbrukningen: Nanovoider kan också minska mängden energi som behövs för att spricka ett material. Detta beror på att nanovoiderna ger en väg för sprickor att fortplanta sig, vilket minskar mängden energi som behövs för att bryta materialet.
Applikationer av nanovoider
Forskarna säger att deras resultat kan ha en betydande inverkan på utvecklingen av nya material för ett brett spektrum av applikationer, som:
* Aerospace: Nanovoider skulle kunna användas för att göra lättare och starkare flygplanskomponenter, vilket skulle minska bränsleförbrukningen och utsläppen.
* Fordon: Nanovoider skulle kunna användas för att göra lättare och effektivare bildelar, vilket skulle förbättra bränsleekonomin och prestanda.
* Medicinsk utrustning: Nanovoider skulle kunna användas för att göra starkare och mer hållbara medicintekniska produkter, vilket skulle förbättra patienternas resultat.
Forskarna arbetar just nu med att utveckla nya metoder för att skapa nanovoider i material. De tror att deras forskning kan leda till utveckling av nya material med förbättrad prestanda för ett brett spektrum av applikationer.
