A Stanford forradalmasító anyagtudománya alakváltó nanorészecskékkel

A Stanford forradalmasítja az anyagtudományt alakváltó nanorészecskéivel

írta: Clarence Oxford

Los Angeles CA (SPX), 26. március 2024

A Stanford Egyetem kutatói úttörő szerepet játszottak a 3D nanonyomtatás alkalmazásában olyan nanorészecskék létrehozására, amelyek az alakváltó anyagok új korszakát nyithatják meg. A Wendy Gu, a gépészmérnöki tanszék adjunktusa által vezetett kutatás az arkhimédeszi csonka tetraéderek (ATT) előállítására összpontosít, egy geometriai alakzatra, amelyről régóta feltételezték, hogy jelentős fázisváltó képességgel rendelkezik, de a gyártási kihívások miatt megfoghatatlan.

Gu csapata sikeresen nanonyomtatott több tízezer ilyen részecskét, amelyek önmagukban kristályszerkezetekké állnak össze, és gyors állapotváltozásokat okozhatnak. Ezek az átalakítások hasonlóak az edzett acél előállításához, vagy ahhoz, hogy a digitális adathordozó hogyan tárolja az adatokat. Az ilyen fázisátalakulások elsajátításának következményei hatalmasak, ígéretes innovációk a mérnöki és anyagtudományban.

A fáziseltolódási potenciáljukról ismert arkhimédeszi csonka tetraédereket számítógépes szimulációkon kívül nehéz előállítani. Gu csapata a 3D nanonyomtatást alkalmazva nemcsak a gyártást érte el, hanem bemutatta a részecskék gyakorlati alkalmazását is. Az alakjuk pontos szabályozásával a csapat új, értékes fizikai tulajdonságokkal rendelkező geometriai struktúrákat nyitott meg.

A kutatás az ATT-k két különböző geometriai elrendezését emeli ki: egy nanoméretű hegyláncra emlékeztető hatszögletű mintát és egy kartondobozban lévő tojáshoz hasonlítható kvázi gyémánt szerkezetet. Ez utóbbi különösen a fotonika keresett konfigurációja, amely számos tudományos utat nyit meg.

Az ezeket a 3D nyomtatott részecskéket hasznosító jövőbeli anyagok gyors, reverzibilis fázisváltozásokat tesznek lehetővé külső ingerek, például mágneses mezők vagy elektromos áramok révén. A Gu az energiahatékony napelem-bevonatoktól az innovatív számítógépes memóriamegoldásokig terjedő alkalmazásokat képzel el. A folyamatban lévő munka célja, hogy ezeket a nanorészecskéket mágneses tulajdonságokkal ruházza át, tovább bővítve használhatóságukat.

Gu kutatása, amelyet a Nature Communications részletez, jelentős előrelépést jelent a fázisváltó anyagok gyakorlati alkalmazása terén, amelyek hatással lehetnek különböző területekre, az energiától a számítástechnikáig.

Kutatási jelentés:A fázisátalakulások közvetlen megfigyelése csonka tetraéderes mikrorészecskékben kvázi 2D zártságban

Kapcsolódó linkek

Stanford Egyetem

Űrtechnológiai hírek - Alkalmazások és kutatások