Исследование двойникования в наноматериалах открывает новые возможности

Чтобы понять поведение наноматериалов, нужно понять и механизмы деформации в атомном масштабе, которые определяют структуру наноматериалов, их прочность и функции.

Исследователи из университета Питтсбурга, университета Дрекселя и технологического университета Джорджии спроектировали новый метод наблюдения и исследования указанных механизмов, а кроме того продемонстрировали необычное явление в вольфраме. Научная группа впервые наблюдала деформационное двойникование объемно-центрированных кубических нанокристаллов вольфрама на атомном уровне.

Для проведения наблюдений ученые применили высокоразрешающий трансмиссионный электронный микроскоп и сложное компьютерное моделирование.

Результаты работы опубликованы в издании Nature Materials.

Деформационное двойникование — это тип деформации, который в сочетании со скольжением дислокации позволяет материалам постоянно деформироваться без разрушения. В процессе двойникования кристалл переориентируется, что формирует область в кристалле, которая является зеркальным отображением оригинального кристалла. Двойникование наблюдается в крупномасштабных объемно-центрированных кубических металлах и сплавах во время деформации. Однако пока неизвестно, происходит двойникование в объемно-центрированных кубических наноматериалах или нет.

«Чтобы добиться глубокого понимания деформации в объемно-центрированных кубических наноматериалах, мы совместили визуализацию в атомном масштабе и симуляции, чтобы показать, что двойникование доминирует для большинства состояний ввода вследствие нехватки других механизмов деформации в наномасштабных объемно-центрированных кубических решетках», сообщил старший автор статьи Скотт Мао.

В качестве типичного объемно-центрированного кубического кристалла команда выбрала вольфрам. Чаще всего вольфрам применяется для создания нитей ламп накаливания.

Наблюдение двойникования проводилось внутри трансмиссионно-электронного микроскопа. Этот вид исследования не был доступен в прошлом вследствие сложностей в подготовке объемно-центрированных кубических образцов менее 100 нанометров величиной, как того требует визуализация с помощью указанного прибора. Аспирант Цзян Вей Вонг, ведущий автор статьи, разработал отличный способ получения объемно-центрированных кубических вольфрамовых нанопроводов. Под микроскопом Вонг сплавил вместе два маленьких кусочка отдельных нанокристаллов вольфрама и получил провод порядка 20 нанометров в диаметре. Этот провод оказался достаточно прочным для растягивания и сжатия во время наблюдения феномена двойникования в настоящем времени.

Чтобы лучше понять этот феномен, доцент Кристофер Вейнбергер разработал компьютерные модели, которые продемонстрировали механическое поведение вольфрамовой наноструктуры на атомном уровне. Моделирование позволило команде увидеть физические факторы в действии в ходе двойникования. Полученные данные помогут ученым предположить, почему явление имеет место в наномасштабном вольфраме, и проложить курс для исследований в других объемно-центрированных кубических материалах.

Помимо этого доцент Тинг Чжу и аспирант Чжи Чжень создали компьютерные симуляции с использованием молекулярной динамики, чтобы исследовать деформационные процессы в трехмерном пространстве.

Симуляции показали, что свойство вольфрама «чем меньше, тем прочней» не обходится без недостатков, когда дело касается его применения.

«Если вы сократите размер до наномасштаба, то сможете увеличить прочность на несколько порядков», отметил Чжу. „Однако за это придется уплатить свою цену: материал утратит эластичность. Мы хотим увеличить прочность, не жертвуя эластичностью этих наноструктурных металлов и сплавов. Чтобы добиться этого, нам требуется понять, как управлять механизмами деформации, как их контролировать“.

Ссылка по теме: http://www.news.pitt.edu/news/seeing-tiny-twins

10.03.2015




Нано



Ученые придумали, как усилить свойства композитовУченые придумали, как усилить свойства композитов

Материаловеды из политехнического институ...

Носимую электронику больше не будут клеить на тканьНосимую электронику больше не будут клеить на тка...

Стремление создать доступную, прочную и м...

Поляризованный свет необычно влияет на золотые наночастицыПоляризованный свет необычно влияет на золотые на...

Ученые из университета Райса в ходе ...

Светящиеся растения из Аватара появятся на ЗемлеСветящиеся растения из Аватара появятся на Земле

Все помнят эти удивительные люминесцентны...

Создан нанолазер, который меняет цвет как хамелеонСоздан нанолазер, который меняет цвет как хамелео

Новинка позволит продвинуться в области г...

Разработана искусственная кожа на основе графенаРазработана искусственная кожа на основе графена

Исследователям из Университета Глазго уда...

Печатные электронные устройства сделают вечнымиПечатные электронные устройства сделают вечными

Группа инженеров из Калифорнийского униве...

Графен поможет выращивать уникальные двумерные полупроводникиГрафен поможет выращивать уникальные двумерные по...

Новый метод производства позволит получать дву

Молекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ультразвукМолекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ул...

Во всем мире ультразвуковая визуализация приме...

Эффективность не измеряется измерениямиЭффективность не измеряется измерениями

В это сложно поверить, но не вс...

Самосборку нанокристаллов можно увидеть вживуюСамосборку нанокристаллов можно увидеть вживую

Превращение простых коллоидных частиц &md...

Самое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с волнойСамое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с...

Физики из Калифорнийского университета в&...

Создан очень гибкий и эластичный материал из нанотрубокСоздан очень гибкий и эластичный материал из нано...

Китайские ученые создали инновационный материа...

Покрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и молнийПокрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и...

Тонкое покрытие, состоящее из нанолент гр...

Теплопроводностью можно управлять с помощью наноструктурТеплопроводностью можно управлять с помощью нанос...

Теплопроводность — знакомое каждому...

Белый графен поможет раскрыть потенциал черного графенаБелый графен поможет раскрыть потенциал черного г...

Изготовление идеального монослоя так назы...

Создана наносубмарина с ультрафиолетовым приводомСоздана наносубмарина с ультрафиолетовым приводом

Наносубмарины хотя и не совсем готов...

Для повышения предела чувствительности спектроскопии ученые смяли наночастицыДля повышения предела чувствительности спектроско...

Увеличив площадь поверхности графен-золотых на...

Казанские ученые представили нанокомпозит исключительно для наружного примененияКазанские ученые представили нанокомпозит исключи...

Публикация исследователей из Казани и&nbs...

Генераторы углеродных нанотрубок давно среди насГенераторы углеродных нанотрубок давно среди нас

Ученые предположили, что, возможно, автомобили...

Доказана возможность использования наноколец в солнечных батареяхДоказана возможность использования наноколец в со...

Когда Рамеш Джасти начал изготавливать крошечн...

Созданы моторчики, которые заводятся от обычного светаСозданы моторчики, которые заводятся от обычного ...

Удивительно, но это факт: чтобы акти...

Совершен прорыв в области левитирования нанообъектовСовершен прорыв в области левитирования нанообъек...

Исследователи из Рочестера впервые добили

Открыт синтез нового наноматериалаОткрыт синтез нового наноматериала

Сотрудники технического университета Луизианы ...

Как наноцентр помогает ученым улучшать мирКак наноцентр помогает ученым улучшать мир

Вот уже год Центр нанотехнологий Рес...

Ученые намерены масштабировать производство диэлектриков для хранения энергииУченые намерены масштабировать производство диэле...

Простые в изготовлении, дешевые, легкие, ...

Покрытые графеном конденсоры увеличивают эффективность электростанцийПокрытые графеном конденсоры увеличивают эффектив...

Большинство электростанций в мире, работа...

Впервые точно измерены взаимодействия атомов и углеродных поверхностейВпервые точно измерены взаимодействия атомов и уг...

Физики из университета Вашингтона провели...

Материалы со сменой фазы подразумевают обширный спектр примененияМатериалы со сменой фазы подразумевают обширный с...

Ученые из Брукхэйвенской национальной лаб...

Поиск на сайте

Магазин

  
Silicon Power Slim S70 60GB SSD накопитель2990.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Спасти Тасманского ДьяволаСпасти Тасманского Дьявола
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на

Новости компаний, релизы

«Тез Тур» и его путевки«Тез Тур» и его путевки
Что собой представляет банковский вклад в России?Что собой представляет банковский вклад в России?
Как выбрать диван для гостиной: полезные советы от МобиликазаКак выбрать диван для гостиной: полезные советы от Моб
Четыре способа не выдохнуться при поиске работыЧетыре способа не выдохнуться при поиске работы
Как пополнить счет в Париматч Россия — основные моментыКак пополнить счет в Париматч Россия — основные момент