Suprasti origami 2-D medžiagose

Anonim

Pagal vieną "YouGov" apklausą, vienas iš penkių mobiliųjų telefonų naudotojų Jungtinėje Karalystėje sugadino savo ekraną, nuvilkdamas telefoną per trejų metų laikotarpį. Mobilieji ekranai lengvai skaidosi, nes jie paprastai yra pagaminti iš oksidų medžiagos, kuri leidžia jutikliniam ekranui veikti, bet lengvai sugenda. Priešingai, grafenas ir kitos 2-D medžiagos gali veikti taip pat kaip ir efektyvūs judriojo ryšio jutikliniai ekranai, tačiau jie yra labai lankstūs. Dėl šios priežasties šios medžiagos žada keisti lanksčią elektroniką, galinčią sukurti nepažeistą mobiliųjų telefonų ekraną.

Dėl medžiagų lankstumo 2-D medžiagos jau randasi panaudojant pažangias sudėtines medžiagas, naudojamas sporto įrangos, tokios kaip slidės ar teniso raketos, našumui optimizuoti ir transporto priemonių svoriui sumažinti. Elektronikos programoms taip pat gali būti naudingos naujos patikimos 2-D medžiagos, tokios kaip grafenas. Gebėjimas sulenkti ir ištempti yra būtinas visoms šioms taikomosioms programoms, o nauji tyrimai parodė, kas atsitinka, kai atomų plonos medžiagos yra sulankstytos kaip origami.

Rašydamas " Nature Communications", Mančesterio universiteto mokslininkai studijavo 2-D medžiagų suskaidymą vieno atomų lapų lygiu. Vadovas mokslininkas dr. Aidanas Rooneyas sakė: "Analizuojant tokius išsidėstymus, mes atradome visiškai naują lenkimo elgesį, kuris verčia mus vėl pažvelgti į tai, kaip medžiagos deformuoja."

Vienas iš ypatingų jų raukšlių vadinamas dvyniu; kurio medžiaga yra tobulas veidrodinis atspindys, esantis abiejose lenkimo pusėse. Medžiagų apibūdinimo profesorius Sarah Haigh sako: "Studijuojant materialųjį mokslą Oksforde, aš sužinojau apie dvigubo lenkimo grafitu struktūrą iš knygų iliustracijų labai anksti mano kurse. Tačiau mūsų naujausi rezultatai rodo, kad šie vadovėliai turi būti ištaisyti. nėra dažnai, kad kaip mokslininkas gausite apversti pagrindines prielaidas, kurios buvo maždaug daugiau kaip 60 metų. "

Mokslininkai nustatė, kad, priešingai nei ankstesni modeliai, daugybėje atomų - ne aštrūs, kaip visada buvo prielaida, pernešami sluoksniuotų medžiagų, tokių kaip grafitas ir grafenas, raukšlės. Efektyviai lenkimo centre pagaminamas nedidelis nanotubeinio kreivumo regionas. Tai daro didelę įtaką medžiagų atsparumui ir gebėjimui lanksčiai ir įtempti. Taip pat buvo pastebėtos ir kitos sudėtingos sulankstomos savybės.

Roberto Youngo profesorius Polymer Science and Technology sakė: "Mes nustatėme, kad lankstymo tipas gali būti prognozuojamas atsižvelgiant į atominių sluoksnių skaičių ir lenkimo kampą - tai reiškia, kad mes galime tiksliau nustatyti šių medžiagų elgseną skirtingoms programoms optimizuoti jų stiprumą ar atsparumą gedimui. "

menu
menu