Nochtann Metamaterial-bhunaithe Tíotáiniam neart thar an dúlra.
D'fhéadfadh metamaterial tíotáiniam úrnua le neart agus solúbthacht thar cuimse déantúsaíocht agus eitlíocht ardluais a athrú.
Rinneadh innealtóireacht ar ábhar tíotáiniam éadrom, ard-neart a d'fhéadfadh feistí leighis níos láidre agus dearaí nuálacha feithiclí agus spásárthaí a bheith mar thoradh air. D'úsáid an fhoireann taighde cóimhiotal tíotáiniam coiteann, ti -6 al {-4 v, chun an "metamaterial" a thógáil, téarma a úsáidtear chun cur síos a dhéanamh ar ábhar saorga a bhfuil airíonna uathúla aige nach bhfuil breathnaithe i nádúr - ciallaíonn meta " Beyond "i nGréigis.
Tá go leor struchtúr casta agus ionadh chomh láidir sin ann i nádúr, cosúil le struchtúir uisce Victoria. Dúchasach go Meiriceá Theas, tá an duilleog shnámh ollmhór seo láidir go leor chun tacú le duine fásta mar gheall ar struchtúr laitíse uathúil a fhéitheacha.
Is féidir struchtúir na n -ábhar de dhéantús an duine a dhearadh chun na plandaí seo agus ábhair phóiriúla nádúrtha eile cosúil le coiréil a aithris, le laitíní difriúla a théann ó chiúbanna simplí go dodecahedons casta. Tá na pores sna struchtúir laitíse seo idirnasctha, ag cruthú bealaí. Ar a dtugtar ábhair “cheallacha”, is minic a thagann na hábhair laitíse seo le láidreacht láidreachta mura bhfuil siad deartha i gceart, de réir na dtaighdeoirí RMIT.
"Mar sin féin, is é atá i gceist le priontáil miotail 3D ná cluiche, rud a ligeann do thaighdeoirí miotail éadroma agus miotail cheallacha an -nuálacha a dhearadh agus a dhéanamh," a dúirt Jordan Noronha, Ph.D. iarrthóir a d'oibrigh ar an tionscadal ag RMIT.
In ábhair cheallacha, tá laitíní ceangailte i dtrí thoise le slata tanaí, soladacha nó bíomaí ar a dtugtar struts. Trí úsáid a bhaint as teanntóga log ina ionad, bhí sé mar aidhm ag na taighdeoirí ábhar ceallach íseal-dlúis a dhéanamh chomh láidir le cóimhiotal miotalach soladach le dlús comhchosúil le cóimhiotail mhaignéisiam ard-neart.
An metamaterial a phriontáil
D'úsáid an fhoireann taighde faoi stiúir Ma Qian, ollamh in Ionad Déantúsaíochta Breise RMIT, próiseas priontála 3D ar a dtugtar "Comhleá Leaba Púdair Laser" chun na meiteamaterials tíotáiniam a dhéanamh. Is iondúil go n-úsáidtear an teicníc seo, a thógann ciseal ábhair de réir ciseal ag baint úsáide as léas léasair ardchumhachtaithe, chun codanna déantúsaíochta casta a ullmhú ó níos lú ná milliméadar suas go beagnach dhá mhéadar i méid.
Mhínigh Qian cur chuige a fhoirne. "Ar an gcéad dul síos, tá an sampla metamaterial laitíse ar fad deartha mar mhúnla digiteach. Ansin, déantar an tsamhail seo a shleamhnú go digiteach i go leor sraitheanna tanaí ag úsáid uirlis bhogearraí."
"Is éard atá i gceist leis an bpróiseas monaraithe ciseal-bhunaithe seo ná leá léasair púdair miotail, soladú tapa na miotail leachtach (na púdair mhiotail leáite), agus próisis téimh agus fuaraithe arís agus arís eile na miotail daingnithe," mhínigh sé.
Deir Qian go dtógann an próiseas iomlán thart ar 18 uair an chloig faoi láthair, ach trí bharrfheabhsú, tá sé beartaithe aige féin agus ag a fhoireann an fráma ama a ghiorrú amach anseo.
Cad a dhéanann an t -ábhar chomh láidir?
Is iad teanntáin log agus plátaí tanaí an dá thopology atá freagrach as neart ard an metamaterial. Murab ionann agus an chuid is mó de na hábhair cheallacha, ina bhfuil pointí laga ina ndíríonn strus orthu, scaipeann an dá laitíní comhlántacha seo strus go cothrom agus iad ag soláthar tacaíochta.
"Go hidéalach, ba chóir an strus i ngach ábhar ceallach a scaipeadh go cothrom," a mhínigh Qian. "Mar sin féin, i gcás an chuid is mó de na topaicí, tá sé coitianta ar feadh níos lú ná leath an ábhair chun an t -ualach comhbhrúite a iompar den chuid is mó, agus tá an méid níos mó ábhair neamhshuntasach ó thaobh struchtúir de."
"Cuireann an dearadh ilthopeolaíochta seo sraonadh cosán crack chun cinn freisin chun an déine a fheabhsú," a dúirt sé. "In ionad na scoilteanna a tharlaíonn go díreach tríd an laitíse, a tharlaíonn sa chuid is mó de na hábhair cheallacha, inár topology laitíse cros-phláta tanaí, oibríonn na struts agus na plátaí le chéile chun na scoilteanna a atreorú ar chosán níos faide."
Úsáidtear cóimhiotail mhaignéisiam faoi láthair in iarratais thráchtála a dteastaíonn neart ard agus éadrom uathu. I gcomparáid leis an gcóimhiotal maignéisiam is láidre atá ar fáil (WE54), tá sampla den tíotáiniam metamaterial le dlús inchomparáide i bhfad níos láidre. Níl cóimhiotail mhaignéisiam in ann comhleá leapa púdair léasair nó priontáil 3D a dhéanamh mar gheall ar an bpúdar a ghalú, rud a thugann buntáiste déantúsaíochta don chóimhiotal tíotáiniam.
Na chéad chéimeanna eile agus iarratais fhéideartha
Sula ndéantar an t -ábhar a thráchtálú, is mian le Qian agus a fhoireann a chinntiú go bhfeidhmíonn an t -ábhar ag a éifeachtúlacht uasta.
Chun é seo a dhéanamh, tá sé i gceist acu feabhas a chur ar a ndearadh reatha chun a gcuid metamaterials tíotáiniam a neartú agus a laghdú níos mó fós. Mar shampla, bunaithe ar insamhaltaí uimhriúla, athróidh siad cion na bplátaí tanaí go teanntóga log chun dáileadh struis níos aonfhoirmeacha a cheadú ar fud an struchtúir iomláin.
Dar leis na taighdeoirí, má dhéantar an metamaterial as cóimhiotal tíotáiniam ardteochta, is féidir é a úsáid ag teochtaí suas le 600 céim. Fágann an ghné seo, mar aon lena fhriotaíocht creimthe, go bhfuil an t-ábhar oiriúnach le húsáid in aerárthaí nó diúracáin eitilte ardluais, a chaithfidh a bheith in ann an teas dian a ghineann a luas ard a sheasamh. Bhainfeadh drones tíotáiniam a úsáidtear chun monatóireacht nó troid a dhéanamh go dlúth le tinte fiáine as meáchan éadrom, neart, agus friotaíocht teasa an mheiteamaterial.
Toisc go bhfuil an metamaterial in -chomhoiriúnach freisin, d'fhéadfaí é a úsáid freisin i bhfeistí leighis amhail ionchlannáin chnámh. Mar sin féin, níl an teicneolaíocht ar fáil go forleathan fós ag an bpointe seo, mar sin d'fhéadfadh roinnt ama a ghlacadh leis an tionscal. "Is é an teorannú is tábhachtaí atá againn ná eisiamh ár dteicneolaíochta, agus d'fhéadfadh costas na monaraithe a bheith ina ábhar imní eile," a dúirt Qian.
"Níl na próisis mhonaraithe thraidisiúnta praiticiúil chun na metamaterials miotail casta seo a dhéanamh, agus níl meaisín comhleá leapa púdair léasair ag gach duine ina stóras," a dúirt sé. "Mar sin féin, de réir mar a fhorbraíonn an teicneolaíocht, beidh sé níos inrochtana, rud a chuirfidh ar chumas lucht féachana níos mó ár metamaterials ilthopology ard-neart a chur i bhfeidhm ina gcomhpháirteanna."