3D-друкований "метаматеріал" зменшується при нагріванні, що заважає звичайній фізиці

Якщо ви залишите горщик молока на плиті з піднятим теплом, він закипить, і ви повинні очистити безлад. Чому це відбувається тому, що молоко, як і більшість інших речей і майже всі тверді тіла, розширюється під впливом тепла, та ж кількість займає більше місця, ніж раніше.

Хоча є деякі матеріали в природі, які відбивають звичайну термодинаміку і поводяться по-різному за дуже конкретних обставин, вони рідкісні. Але команда інженерів зараз побудувала, використовуючи друк 3D, новий «метаматеріал», який стискається при нагріванні.

Вчені запропонували теоретичні структури щодо 20 років тому, які показували б властивість, яку вони назвали негативним тепловим розширенням, або NTE. Але в той час вони не мали засобів, щоб створити структуру, яку вони теоретизували. Команда, очолювана Ніколасом Х. Фан з Массачусетського технологічного інституту (MIT), використовувала концепцію, описану два десятиліття тому, і 3D-друк для виготовлення структур 3D з використанням жорсткої міді і еластичного матеріалу.

Вони створювали «крихітні, зіркоподібні структури з взаємопов'язаних балок або ферм. Структури, кожен розміром з цукрового куба, швидко зменшуються при нагріванні до 540 градусів за Фаренгейтом (282 C), " заяву на сайті MIT, опублікованому у вівторок.

Структура зменшується незначно, лише приблизно на 0.6 відсотків, але, на думку дослідників, важливо те, що вона не розширюється.

На прикладі комп'ютерних мікросхем, де цей вид метаматеріалу - термін, який використовується для композитних матеріалів, що мають протиінтуїтивні властивості, що зазвичай не зустрічаються в природі - можуть знайти застосування, Fang сказав: «Друковані плати можуть нагріватися, коли працює процесор, і це раптове нагрівання може вплинути на їх роботу. Таким чином, ви дійсно повинні взяти на себе велику обережність в обліку цього термічного стресу або шоку ».

Дослідження було опубліковано під назвою "Легкі механічні метаматеріали зі змінним негативним тепловим розширенням" в журналі Physical Review Letters,. Інженери з MIT, Університету Південної Каліфорнії, Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі і Національної лабораторії Лоуренса Лівермора були задіяні в дослідженні, яке частково було підтримане Агентством просунутих дослідницьких проектів.

джерело

залишити коментар

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.