MIT工程师开发出一种新型形状记忆材料

形状记忆金属可以简单地通过加热或以其他方式触发从一种形状恢复为另一种形状，已在各种应用中有用，作为可以控制各种设备运动的致动器。现在，由麻省理工学院材料科学与工程系的工程师开发出一种新型形状记忆材料。一种由陶瓷而非金属制成的新型形状记忆材料的发现可以开辟新的应用范围，特别是对于高温环境，例如喷气发动机或深钻孔内的致动器。

长期以来，形状记忆金属一直被用作各种设备中的简单致动器，但受到所用金属可达到的使用温度的限制，通常最多几百摄氏度。陶瓷可以承受更高的温度，有时甚至高达数千度，但以脆性着称。现在，麻省理工学院的团队已经找到了一种方法来克服这一问题，并生产出一种陶瓷形状记忆材料。

领导这项工作的研究人员“采用了所有现代科学工具，——计算热力学、相变物理学、晶体学计算、机器学习——以一种全新的方式将所有这些工具组合在一起”为了解决创造这种材料的问题。

氧化锆是一种已知具有形状记忆特性的材料，但它在形状记忆周期中很容易累积损伤——这种特性被测量为高滞后性。研究团队发现了一种氧化锆的新变种。从而改变了它的一些特性。这种材料可以实现的变形量约为 10%。

形状记忆材料的一个常见应用是安全阀，如果一罐东西超过某个临界温度，阀门就会被热量触发，自动打开以释放压力并防止爆炸。新的陶瓷材料现在可以将这种能力扩展到比现有材料能够处理的更高温度的情况。

例如，引导喷气发动机内部气流的执行器可能是一个有用的应用，虽然那里的整体环境很热，但有各种气流通道受到控制，因此这些气流可以通过根据需要在设备上引导更冷或更热的空气来触发形状记忆陶瓷。

该团队计划继续探索这种材料，寻找以更大批量和更复杂形状生产它的方法，并测试其承受多转变周期的能力。

这项研究成果将发表在权威杂志《?自然》杂志上。

这项工作得到了美国陆军研究办公室、麻省理工学院士兵纳米技术研究所和美国国家科学基金会的部分支持。获 取 更多前沿科技?研究 进展访问：https://byteclicks.com

图表显示了可以配置形状记忆材料氧化锆陶瓷的原子结构的两种不同方式。诸如温度变化之类的外部触发可以将配置从一种形状转变为另一种形状，改变其尺寸并允许其施加压力或做其他工作。背景是材料的电子显微镜图像，两种颜色表示两种不同的配置。

#自愈合 #自修复 #形状记忆 #变形 #变形恢复 #自组装

你可能感兴趣的文章：

• 科学家开发新型自愈材料只需要 1 秒就能自我修复
• “全天候”自愈材料的超级电子皮肤问世
• 科学家研制出能够发光和自愈的新型可拉伸材料
• 科学家开发出一种具有自愈特性的新型复合材料
• 德美研发快速自修复生物材料 有望在软体机器人领域获得重要应用
• MIT工程师发现辐射有助于某些合金材料自修复延长使用寿命
• 中国科大飞秒激光结合自组装复合加工技术研究取得新进展
• 国家纳米中心等在利用DNA引导异质结构自组装研究中取得进展
• 新型自组装复合材料展示出超乎寻常的电学性能
• 高阻尼、高吸能与形状记忆兼得的镁基仿生材料
• NASA和韦恩堡金属公司开发一种形状记忆合金热锻压方法
• 波音公司开发形状记忆合金测试标准
• 波音公司和德克萨斯A&M大学开展高温记忆合金寿命研究
• 科学家研制新型铁基超弹性合金 可在极端温度下变形并恢复形状
• 科学家开发出一种碳纤维复合材料只需简单通电就能改变形状
• 莱斯大学研究人员推进复杂的变形软体机器人的制造工作
• 一种具有机械强度以及可变形新型打印材料
• 美国陆军正在开发自修复和可变形新型材料，以适应新威胁
• 物理学家首次发现超低温下高熵合金的多阶段变形
• 科学家制作3D折纸型超材料表现出可逆膨胀性和变形恢复性
• 这些新型变形材料会压力下迅速冷却或可制造环保型冰箱和空调
• 哈佛研究人员开发出一种生物相容性形状记忆材料
• 科学家改进获得形状记忆合金的技术
• 形状记忆合金组件可以使飞机着陆更安静
• 美国研究人员通过人工智能框架发现新的形状记忆合金
• 科学家提出制造形状记忆水凝胶新思路
• 西北工业大学开发形状记忆聚合物4D打印系统

版权声明：除特殊说明外，本站所有文章均为 字节点击 原创内容，采用 BY-NC-SA 知识共享协议。原文链接：https://byteclicks.com/42024.html 转载时请以链接形式标明本文地址。转载本站内容不得用于任何商业目的。本站转载内容版权归原作者所有，文章内容仅代表作者独立观点，不代表字节点击立场。报道中出现的商标、图像版权及专利和其他版权所有的信息属于其合法持有人，只供传递信息之用，非商务用途。如有侵权，请联系 gavin@byteclicks.com。我们将协调给予处理。

赞