这听起来难以置信,牙齿可能发挥重要作用的清洁能源的未来世界。
成像几个动物的咬力的搪瓷。图片来源:爱达荷国家实验室。
牙釉质具有独特的特性,使其刚性和弹性,它有各种有价值的应用程序除了咀嚼和咬人。没有人工材料具有这些重要的内在品质相同的水平。开发材料的这些品质都可欧洲杯足球竞彩能会有重大影响国家安全和清洁能源。
许多生物组织有趣的和不同的属性,但是我们专门探索搪瓷由于其独特的强度和韧性的组合。
Carli Marsico、实习和毕业的家伙,爱达荷国家实验室,美国能源部科学办公室欧洲杯线上买球
著名的奖学金是由美国能源部科学办公室授予Marsico这样爱达荷国家实验室(INL)实习生可以进行研究,这是至关重要欧洲杯线上买球的清洁能源和国家安全,两个核心任务INL的领域。
Marsico的兴趣调查方法加强单片陶瓷起源于他们的应用程序作为军队人员的防弹衣。她在INL的实习之前,她一直好奇的关于生物组织的独特性质和旨在理解如何在国防工业是有益的。然而,这远不是唯一的开创性的这项研究结果。
INL的研究人员也希望找出更严格的陶瓷在清洁能源产业可以降低成本。这些陶瓷是适合高温环境中,他们经常用于涂料和其他涡轮组件环境障碍。目前,这些涡轮机组件必须“过度设计”增援,由于陶瓷的脆性结构。
艰难的和强大的:一颗牙齿的品质
在材料科学领域欧洲杯足球竞彩中,强欧洲杯线上买球度定义了材料的刚度和抵抗变形的能力。韧性表明它能够承受灾难性的失败,打破或开裂等压力。
合成材料最类似于牙釉质是单片陶瓷,指任何陶瓷制成的只有一个材料。他们是可靠的用于高温应用,这使他们有价值的汽车、电子和电子产品,权力,和国防工业。
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单片陶瓷是健壮的和毫不费力地抵抗变形,但他们也脆而不是强硬。如果它是,它将很容易打破。
在牙:利用先进的成像技术
模仿牙釉质的韧性和强度,并最终将其应用到单片陶瓷,科学家必须理解如何搪瓷包含这些属性。这种理解需要高质量的成像能力。这是Marsico的研究自从她开始工作的基础和INL的建模与仿真科学家guilen唐娜。
牙釉质的结构不适合目前的三维成像方法。我们的研究提议建立一个方法,本质上,我们把二维的图像牙釉质和转移成三维卷。
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积极推进这一计划的方法,Marsico和INL团队被要求证实——在这种情况下,通过一个同步加速器实验。电子同步加速器是大型机器,加快匹配的接近光速,导致它们转移通过磁场,形成一个非常明亮的光线。
明亮的光线进入牙釉质样本,通过充分,类似于x射线成像,形成一个搪瓷内部的形象。
2021年,研究人员应用相同的同步过程对实验动物的牙齿。检查动物的牙齿Guillen允许Marsico和理解独特的角色和安排的搪瓷特点最吸引他们的。然后,他们将开发更好的计算模型重建这些特征,并将它们应用到人工材料。欧洲杯足球竞彩
“不同动物的牙釉质是针对特定功能优化”,Marsico说。“例如,食草动物的搪瓷是专为慢磨,而一个食肉动物的搪瓷可能更有利于咬和撕裂,也可能更耐冲击。”
我们去哪里呢?清洁能源和国防应用
一旦我们理解使牙釉质如此艰难,我们可以希望工程单片陶瓷时模仿这些属性。这将允许更轻的重量,更低的成本生产物品如涡轮部件和防弹衣,从而加强我们两个国家的安全与清洁能源的未来。
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来源:https://inl.gov