新型纳米织物轻质金属泡沫变得骨头骨干和防爆

由材料科学家斯特凡帝国和安妮·努格创建的金属泡沫欧洲杯足球竞彩萨尔州大学足够强大不仅用于汽车中的冲击保护单元,而且还能够吸收爆炸产生的冲击波。它们的超级轻质和非常强大的金属泡沫可以针对各种应用程序量身定制。新泡沫系统背后的灵感来自大自然:骨骼。使用专利的涂层工艺,萨尔布吕肯团队能够制造极稳定的多孔金属泡沫,例如,可以在轻质建筑项目中使用。初级晶格衬底是聚合物或铝泡沫,与厨房海绵不同。

从骨骼中获取灵感:材料科学家Stefan Diebels(L.欧洲杯足球竞彩)和Anne Jung可以为各种应用定制它们的轻质和坚固的金属泡沫。(图片信用:Oliver Dietze)

研究小组和他们的工作孵化的新公司(Mac Panther Materials GmbH,不来梅,德国)将于4月1日在汉诺威展览会上展示他们的过程欧洲杯足球竞彩和5TH.在Saarland Research和Innovation Stand(2号展厅,支架B46)。

骨骼是自然界众多富有想象力的发展之一。它们稳定而坚固,能像钢一样承受负载。但不管它们的力量如何,它们都很轻,人类和动物可以毫不费力地移动它们。秘密就在于坚硬的外壳的混合,在骨头内部包裹着多孔的网状骨组织。这种结构节省了材料,减轻了重量。金属泡沫可以模仿这些自然形成的骨骼结构。这种合成泡沫是多孔的、开孔的结构,由金属制成,类似海绵。目前可用的金属泡沫肯定很轻,但制造过程既复杂又昂贵。此外,海绵状泡沫结构的稳定性仍然很弱,不够坚韧,不能用于许多应用。泡沫铝确实如此,它是目前生产中使用最广泛的类型。 “这就是为什么金属泡沫迄今没有对市场产生任何实际影响的原因。”材料科学家、萨尔大欧洲杯足球竞彩学应用力学教授斯特凡·迪贝尔斯解释道。

他的研究团队发现了一种能够大大加强金属泡沫的晶格结构的方法,产生轻质,非常稳定和柔性的材料。Diebels和Mate欧洲杯足球竞彩rials Scientics Anne Jung博士建立了一种专利的程序,用于涂覆构成开放式内部格子的个体支柱。因此,泡沫的外部更强,更稳定,并且该结构目前能够忍受极端载荷。然而,处理过的泡沫令人惊讶的光。该团队开始使用铝泡沫,但目前使用低成本的聚氨酯泡沫,其强度完全来自施加到晶格结构的薄金属涂层。“由此产生的金属泡沫密度低,表面积大,体积小。与它们的重量相比,这些泡沫非常坚固,”Stefan diebel说。事实上,它们是如此坚固,以至于被用作移动屏障,以防止爆炸产生的冲击波。即使在水下爆炸时,泡沫也只是“吞下”产生的声波和压力波,从而保护敏感的海洋生物不受这些强烈冲击波的影响。

“我们专注于的大多数应用程序通常不太壮观,例如在轻质结构中使用我们的泡沫,”Diebels集团高级研究科学家安妮·捷博士解释。事实上,Jung博士完成了两位博士学位。她被Körber基金会颁发了德国论文奖,以“这一年度最重要的论文”为她的第一张博士学位对金属泡沫课题的第一个博士学位的重要性。通过脱离自然的设计创造力,可以创造众多产品更轻,更稳定。例如,可以使用金属泡沫制造飞机和汽车中的承载结构。

它们可以安装在车身中的加强支柱,同时也提供影响保护。支柱可以占据大量能量,并且当在冲击下的多孔核心骨折时,能够吸收碰撞的力。

Anne Jung博士,Saarland U欧洲杯足球竞彩niversity Diebels团队高级材料科学家。

这些泡沫有几个应用领域,如催化,因为材料是多孔的,因此,使气体和液体通过它,或吸收冲击或作为一个热屏蔽,因为泡沫显示杰出的耐热性。泡沫材料也可以用于电磁屏蔽或建筑应用,它可以用作建筑设计元素或作为吸声包层。

在电镀槽中进行镀层。电镀过程中最具挑战性的阶段是在整个泡沫结构内部均匀地覆盖超薄层。”问题“Zhee Jung解释说,"就是金属泡沫起到了法拉第笼的作用"由于泡沫的内部通过导电材料封闭,电流并因此将涂层转移到泡沫体的外部,并且不会穿过泡沫的内部 - 它就像闪电击中汽车时发生的事情一样。当安妮·乐计划使用特殊的阳极笼时发生了创新,这允许她通过整个格网络施加均匀的纳米晶体涂层。“专利的方法还在工业规模上用泡沫具有非常大的表面积,”容格补充道。

Saarbrücken团队在该领域发表了几篇重要的科学论文,目前被认为是世界上多孔金属晶格微观力学表征方面最重要的研究团队之一。通过一系列实验、拉伸和压缩测试、光学显微镜、模拟和x射线计算机断层扫描,研究人员研究了支柱的孔隙几何形状、结构和曲率,并演示了改变纳米涂层的厚度如何赋予泡沫材料不同的特性。欧洲杯足球竞彩通过改变涂层的组成、孔径或厚度,研究人员能够定制泡沫,以满足各种应用要求。例如,使用镍纳米涂层的开孔晶格结构产生特别强的泡沫,与铜泡沫材料显示高导热,与银他们具有良好的抗菌性能,与金泡沫非常装饰性。Saarbrücken研究小组,包括博士生和学生,正在进行提高生产过程和材料本身的工作。

背景

为了简化他们的研究成果的商业和工业应用,Saarbrücken的科学家与萨尔州大学的知识和技术转让办公室(KWT)以及外部创业伙伴Andreas Kleine博士和Michael Kleine一起参与了一个技术转让试点项目,成立了Mac Panther Materials GmbH公司,总部位于不来梅。欧洲杯足球竞彩Diebels教授和Jung博士以及Saarland大学的知识和技术转让公司WuT都持有新公司的股份。

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