Los científicos de KIT ahora presentan la estructura de celosía más pequeña hecha por el hombre en el Materiales naturales diario. Sus puntales y tirantes están hechos de carbono vítreo y tienen menos de 1 µm de largo y 200 nm de diámetro. Son más pequeños que los metamateriales comparables en un factor de 5. La dimensión pequeña da como resultado proporciones de resistencia adensidad. Pueden ser posibles aplicaciones como electrodos, filtros o componentes ópticos.
"Los materiales de construcción livianos, como huesos y madera, se encuentran en todas partes de la naturaleza", explica el Dr.-Ing. Jens Bauer del Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT, el primer autor del estudio.capacidad de carga y poco peso y, por tanto, sirven como modelos de metamateriales mecánicos para aplicaciones técnicas. "
Los metamateriales son materiales cuyas estructuras de algunos micrómetros millonésimas de metro de dimensión están planificadas y fabricadas específicamente para que posean propiedades mecánicas u ópticas que no pueden alcanzar los sólidos no estructurados. Por ejemplo, capas de invisibilidad que guían la luz, el sonido ocalor alrededor de objetos, materiales que reaccionan de manera contraria a la presión y cizallamiento materiales auxéticos o nanomateriales livianos de alta estabilidad específica fuerza por unidad de área y densidad.
La estructura de celosía estable más pequeña en todo el mundo presentada ahora fue producida por el proceso establecido de litografía láser 3D al principio. La estructura deseada de tamaño micrométrico se endurece en una fotorresistencia por rayos láser de una manera controlada por computadora. Sin embargo, la resolución de este proceso eslimitada, de modo que solo se pueden producir puntales de aproximadamente 5 - 10 µm de longitud y 1 µm de diámetro. En un paso posterior, la estructura se encogió y vitrificó por pirólisis. Por primera vez, la pirólisis se utilizó para fabricar celosías microestructuradas. El objeto está expuesto a temperaturas de alrededor de 900 ° C en un horno de vacío. Como resultado, los enlaces químicos se reorientan. A excepción del carbono, todos los elementos escapan de la resistencia. El carbono desordenado permanece en la estructura reticular encogida en forma decarbono vítreo. Los investigadores probaron la estabilidad de las estructuras resultantes bajo presión.
"Según los resultados, la capacidad de carga de la celosía está muy cerca del límite teórico y muy por encima de la del carbono vítreo no estructurado", informa el profesor Oliver Kraft, coautor del estudio. Hasta el final deEl año pasado, Kraft dirigió el Instituto de Materiales Aplicados de KIT. Este año, asumió el cargo de Vicepresidente de Investigación de KIT. "El diamante es el único sólido que tiene una estabilidad específica más alta".
Los materiales microestructurados se utilizan a menudo para el aislamiento o la absorción de impactos. Los materiales de poros abiertos se pueden utilizar como filtros en la industria química. Los metamateriales también tienen propiedades ópticas extraordinarias que se aplican en las telecomunicaciones. El carbono vítreo es un material de alta tecnología hecho de carbono puroCombina propiedades vítreas y cerámicas con propiedades del grafito y es de interés para su uso en electrodos de baterías o sistemas de electrólisis.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Karlsruher Institut für Technologie KIT . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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