Investigadores de la Universidad de Texas en Austin y la Universidad Estatal de Carolina del Norte han descubierto, por primera vez, una propiedad única en nanoestructuras complejas que hasta ahora solo se ha encontrado en nanoestructuras simples. Además, han desentrañado la mecánica interna de los materiales que hace posible esta propiedad.

En un nuevo artículo publicado esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences , los investigadores encontraron estas propiedades en "nanolaretículas" a base de óxido, que son materiales diminutos y huecos, similares en estructura a cosas como las esponjas de mar.

"Esto se ha visto antes en nanoestructuras simples, como un nanocable, que es unas 1000 veces más delgado que un cabello", dijo Yong Zhu, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de NC State, y uno de los autores principales del estudio. el papel. "Pero esta es la primera vez que lo vemos en una nanoestructura 3D".

El fenómeno en cuestión se llama anelasticidad. Se relaciona con la forma en que los materiales reaccionan a las tensiones a lo largo del tiempo. Cuando se doblaron los materiales estudiados en este artículo, pequeños defectos se movieron lentamente en respuesta al gradiente de tensión. Cuando se liberó el estrés, los pequeños defectos regresaron lentamente a sus posiciones iniciales, lo que resultó en un comportamiento anelástico.

Los investigadores también descubrieron que cuando estos defectos se mueven de un lado a otro, desbloquean características de disipación de energía. Esto significa que pueden disipar cosas como ondas de presión y vibraciones.

El material algún día podría servir como amortiguador, pero debido a que es tan liviano y delgado, sería en una escala muy pequeña. Los investigadores dicen que podría tener sentido como parte de chips para electrónica u otros dispositivos electrónicos integrados.

"Potencialmente podría poner este material debajo de los chips semiconductores y protegerlos de impactos o vibraciones externas", dijo Chih-Hao Chang, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica de Walker en UT Austin.

Ahora que se han descubierto estas características anelásticas, el siguiente paso es controlarlas. Los investigadores examinarán la geometría de las nanoestructuras y experimentarán con diferentes condiciones de carga para ver cómo optimizar el rendimiento anelástico para aplicaciones de disipación de energía.

Los miembros del equipo de UT Austin incluyeron a Chang e I-Te Chen, un ex Ph.D. alumno. Los miembros del equipo de NC State incluyeron a Zhu, Felipe Robles Poblete y Abhijeet Bagal, ambos ex Ph.D. estudiantes. + Explora más

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