新的悬浮,弯曲的'Nanocardboard'可以制作Lightsails,Microrobots

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Anonim

宾夕法尼亚大学的研究人员开发的一种新材料重量轻,可以放在叶子上而不会弯曲,但可能足够强大,可以帮助推动卫星到达最远的空间。哦,它也悬浮着。

而且这并不是所有这些新材料都可能有用。事实上,汽车牵引,癌细胞杀伤,救援行动领先的未来微型机器人实际上可能是用这种未来的纸板制成的。

或者,更具体地说,未来的微型机器人可以使用氧化铝“纳米心板”来制造,其重量不到千分之一克,而且足够坚固而不会破裂。它是一种很好的绝热体,意味着它可以在极端温度下保持良好状态。

这种引人入胜的新材料的关键在于其三明治形状,其背后的研究人员表示,它的强度是材料的完整固体的10,000倍。该团队在最新一期中发表了他们的研究结果 自然通讯。

“如果施加足够的力,你可以将瓦楞纸板急剧弯曲,但它会卡住;你会创造一个永久性削弱的折痕,“领导这项研究的宾夕法尼亚大学机械工程教授Igor Bargatin说。 “这是我们的纳米心板令人惊讶的事情;当你弯曲它时,它会恢复,好像什么也没发生。这在宏观上没有先例。“

研究人员说,由于它的强度和重量很轻,因此可以为它们的纳米心板提供多种应用,从小型 - 例如通过为蜂群,鸟状微型机器人提供翅膀材料 - 到更多,更大的应用在航空航天领域,例如通过开发轻帆。

轻帆是使人类更好地探索深空最远区域的一种可能性,而不必担心能量限制。它们基本上就像为船只提供动力的船只,除了用风力推动海上船只的推进,它们将通过捕获太阳发出的微小光粒子来推进太空船或卫星。

“另一个潜在的应用是Starshot lightail,设想以高达20%的光速行进,以便在几十年内到达Proxima Centauri b,”作者在论文中写道。 “一些关键的材料要求包括质量密度低于0.1 gm-2(对应于约100 nm的帆厚度),维持高温的能力,以及足够的弯曲刚度来控制形状(以及因此推进方向)“。

研究人员还概述了其他应用,包括隔热和能量转换。虽然研究人员似乎还不确定究竟是怎么回事,但是当你加热它时材料可以漂浮的事实也可能是有用的。接下来,他们计划进一步调查这个新纳米心板的许多可能用例中哪一个最有希望。