科学探索|科学家首次在复杂的纳米结构中发现独特性质科学家首次在复杂的纳米结构

来自北卡罗来纳州立大学和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员在复杂的纳米结构中发现了一种独特的特性，这种特性以前只在简单的纳米结构中看到过。另外他们还发现了允许这种特性存在的材料的内部力学原理。
最近发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上的一篇论文报告了这些发现。科学家们在基于氧化物的“纳米格子”中发现了这些特性，这是一种微小的中空材料，其结构类似于海中的海绵。
北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程系教授、该论文的第一作者之一Yong Zhu说道：“这在简单的纳米结构中曾经出现过，比如纳米线，它的厚度是头发1/1000 。但这是我们第一次在三维纳米结构中看到它。”

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这种现象被称为非弹性。它跟材料如何随着时间的推移对压力做出反应有关。当本文所研究的材料被弯曲时，小的缺陷随着应力梯度的变化而缓慢移动。当应力被释放时，微观缺陷逐渐回到它们的原始位置从而产生了非弹性行为。
研究人员还发现，这些缺陷在来回移动时解锁了能量耗散特性。这表明它们具有消散振动和压力波等的能力。
【科学探索|科学家首次在复杂的纳米结构中发现独特性质】这种材料有望将可以作为减震器，但由于它是非常得轻和薄，它将是一个非常小的规模。研究人员表示，它可以作为电子产品或其他集成电子设备的芯片的一部分。
UT Austin的Walker机械工程系副教授Chih-Hao Chang说道：“你有可能把这种材料放在半导体芯片下面，保护它们免受外界的冲击或振动。”
接下来，研究人员要做的是找到如何控制它们的方法。研究人员将检查纳米结构的几何形状并对不同的加载条件进行实验，以此来了解如何为能量耗散应用优化弹性性能。