大家對(duì)于紙板都很熟悉操漠，這種紙制品通常用于制作各種各樣的紙盒收津。紙板的問(wèn)題在于，雖然它重量輕且具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度颅夺，但該材料不適合多種用途。
納米板是一種由氧化鋁薄膜制成的空心板蛹稍。它的夾層結(jié)構(gòu)與瓦楞紙板相似吧黄，但其硬度是等質(zhì)量實(shí)心板的上萬(wàn)倍。納米板的質(zhì)量很輕唆姐，并且在彎曲后可以恢復(fù)原狀拗慨。
為了選擇合適的材料奉芦，往往需要在材料的許多特性之間進(jìn)行權(quán)衡赵抢，比如厚度、硬度和質(zhì)量等声功》橙矗《自然·通訊》雜志報(bào)道，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)（PU）的研究團(tuán)隊(duì)展示了一種新型材料“納米板”先巴。這是一種與瓦楞紙板相似的氧化鋁空心板其爵，雖然它的質(zhì)量很輕——每一平方厘米的納米紙板，質(zhì)量不足千分之一克伸蚯，但其硬度卻是等質(zhì)量實(shí)心板的上萬(wàn)倍摩渺。納米板還具有良好的彈性，它在彎曲后可以恢復(fù)原狀剂邮。納米板除了具有優(yōu)異的機(jī)械性能外摇幻，也是一種超強(qiáng)熱絕緣體。
PU機(jī)械工程與應(yīng)用力學(xué)助理教授挥萌、論文作者伊戈?duì)枴ぐ图油ⅲ↖gor Bargatin）說(shuō)：“瓦楞紙板是人們最熟悉的夾層結(jié)構(gòu)之一绰姻，它既輕便又堅(jiān)固。納米板正是借鑒了這種夾層結(jié)構(gòu)引瀑×辏” 夾層結(jié)構(gòu)吸引材料學(xué)研究人員關(guān)注的原因在于：它們?cè)诮档筒牧腺|(zhì)量的同時(shí)，不會(huì)犧牲材料的整體強(qiáng)度伤疙。然而银酗，它們也不可能是完全中空的辆影，否則當(dāng)外力將外側(cè)固體面朝相反方向推動(dòng)時(shí)，夾層結(jié)構(gòu)會(huì)變得松軟而容易受到剪切作用黍特。PU教授蛙讥、論文合作者普拉山特·普羅希特（Prashant Purohit）解釋說(shuō)：“即使你用同樣的材料做成實(shí)心材料，其截面的中心部分能承受的彎曲應(yīng)力也不會(huì)很高灭衷。然而次慢，在材料中心設(shè)置一些擅長(zhǎng)抵抗剪切應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，如蜂窩格翔曲，那么材料的抗剪切性就會(huì)大大提升了迫像。”研究人員薩穆埃爾·尼凱斯（Samuel Nicaise）補(bǔ)充說(shuō)：“這絲毫不奇怪瞳遍。生物進(jìn)化使部分植物葉子和動(dòng)物骨骼中也產(chǎn)生了類似結(jié)構(gòu)闻妓。”
Nanocardboard這種材料由氧化鋁薄膜制成掠械，厚度為幾十納米由缆。該材料形成一個(gè)高度為幾十微米的中空板，是一種類似于瓦楞紙板的夾層結(jié)構(gòu)猾蒂，這是Nanocardboard名稱的來(lái)源均唉。根據(jù)項(xiàng)目工程師的說(shuō)法，夾層結(jié)構(gòu)的硬度是相同質(zhì)量實(shí)心板的一萬(wàn)倍肚菠。
對(duì)于一塊平方厘米大小的材料舔箭，這種非常輕質(zhì)的材料可以使專重量下降到千分之一克以下。盡管其重量輕且設(shè)計(jì)薄蚊逢，但材料具有彈性限嫌，并且在彎曲成兩半后可以彈回其原始形狀。該材料的剛度和重量比使其成為航空航天和微機(jī)械應(yīng)用的理想選擇时捌。
上面顯微鏡下的Nanocardboard圖像顯示了材料的獨(dú)特籃子編織圖案。這種圖案賦予材料一些強(qiáng)度并使其抵抗皺紋奢讨，并且是抗彎曲性的關(guān)鍵稚叹。 anocardboard可以彎曲并恢復(fù)，好像彎曲從未發(fā)生過(guò)一樣拿诸。
除了輕薄外扒袖，Nanocardboard的機(jī)械性能使其成為優(yōu)良的絕熱體。從事該項(xiàng)目計(jì)劃的工程師將探索納米碳材料中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象亩码，當(dāng)光照射在Nanocardboard上時(shí)季率，材料可以漂浮。當(dāng)材料每側(cè)的表面溫度不同時(shí)描沟，懸浮發(fā)生飒泻，并且空氣分子氣流通過(guò)Nanocardboard的底部流出鞭光。
納米板具有與鳶尾葉橫斷面相似的夾層結(jié)構(gòu)泞遗，但其結(jié)構(gòu)更隨機(jī)惰许。
雖然研究人員找到了設(shè)計(jì)原理，但將其擴(kuò)展到納米領(lǐng)域卻困難重重——并沒(méi)有“納米膠水”可以用于粘合納米板史辙。萬(wàn)幸的是汹买，巴加廷團(tuán)隊(duì)偶然間從辛格納米技術(shù)中心（SCN）的研究人員杰拉德·洛佩茲（Gerald Lopez）和梅里迪斯·梅茲勒（Meredith Metzler）處獲得了解決方案。研究人員最終利用含貫穿通道的固體硅模板作為基材聊倔，采用氧化鋁化學(xué)沉積法和刻蝕技術(shù)晦毙，以籃式編織模式制造了納米板。
納米板獨(dú)特的機(jī)械性能和熱性能對(duì)于微型航空器和能量轉(zhuǎn)換器的制造都有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值耙蔑。未來(lái)见妒，研究人員還會(huì)對(duì)納米板的光致溫差-懸浮能力進(jìn)行研究。
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