Vědci zjistili, že mechanické chování drobných struktur je ovlivněno atomovými vadami

ОТ АТЕИСТА К СВЯТОСТИ (Červen 2019).

Anonim

Mezinárodní tým vědců, který se účastnil univerzity v Göttingenu, indického institutu vědy, Bangalore, státní univerzity v Pennsylvánii a Wright State University, změřil mechaniky drobné krystalické keramiky. Materiály jsou vyrobeny z atomů a pokud jsou pravidelně uspořádány, nazývají se krystalickými strukturami. Pokud je velikost těchto krystalických struktur 1000krát menší než průměr jednoho člověka, pak se nazývají nanostruktury, jako jsou nano-tyče, nano-dráty, nano-pásy, nano-pásy atd. uspořádání umožňují převést mechanickou energii na elektrickou energii. Tyto materiály se nazývají piezoelektrické materiály. Jsou užitečné pro sklizeň energie, stejně jako řadu elektromechanických přístrojů pro zvýšení kvality života. Proto je důležité mít tyto nano-struktury uchopené a měřit jejich mechanické odezvy. Dosud nebylo známo, že mechanické chování piezoelektrických nano-krystalů obsahujících atomové vady je jiné než čisté. Tato nedávná studie je uvedena v časopise Nano Letters.

V přírodě krystaly nikdy nejsou 100 procent dokonalé a mají různé druhy strukturálních defektů. Jeden takový typ závady je stack-chyba. To je považováno za strukturální vadu. Při chybě stohování se přidává nebo chybí zásobník periodických uspořádání atomů v krystalech. Dr. Kasra Momeni, ředitelka Laboratoře pokročilých hierarchických materiálů podle konstrukce a člen fakulty strojního inženýrství na Louisianské tech- nické univerzitě, uvádí, že přítomnost strukturálních defektů včetně stohovacích chyb může významně změnit rozložení napětí. Je to způsobeno komplexní interakcí mezi stresovými polohami od stohovacích vad a těmi, které se nacházejí ve volných hranicích nano-tyčí, které mohou změnit mechanizmus selhání nanorodů se stohovacími chybami ve srovnání s dokonalými.

"Vzhledem k tomu, že sklizeň energie je jedním z klíčových požadavků dnešního věku, přeměna mechanických sil na užitečnou formu energie, tj. Elektrický výkon, je alternativou k jiným způsobům přenosu energie i efektivnímu přístupu. Existuje několik krystalických keramik, mechanickou energii na elektrickou energii Zavedli jsme nový koncept, že mechanika těchto drobných krystalických keramických struktur je závislá na atomových vadách Například se mohou zhroutit a jejich mechanické vlastnosti nejsou tak očekávané. sklizeň zařízení z takových drobných struktur, "vysvětluje Dr. Moumita Ghosh, přední vědec tohoto výzkumu z univerzity v Göttingenu a bývalý doktorský výzkumník indického institutu vědy, Bangalore.

Nové zjištění odhalilo neintuitivní know-how o nedostatcích v mechaniky v malém rozměru. Poruchové inženýrství v piezoelektrických nanomateriálech nám v budoucnu umožní realizovat nejrůznější vysoce kvalitní a nákladově efektivní odběr energie na bázi vibrací, stejně jako elektromechanické přístroje pro biomedicínský výzkum, diagnostiku a elektronické aplikace.

menu
menu