《科学家创造出可预测材料新性能的理论》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 姜山
  • 发布时间:2018-08-14
  • 俄罗斯国家NUST MISIS学院(原名莫斯科国立钢铁合金学院)的科学家与来自澳大利亚、挪威、陶里亚蒂国立大学的同事共同研发了一种能够加快制造具有确切特定性能的新型材料的方法。此外,这项技术能够创建具有个人特征的医疗植入物。研究成果被发表在《材料科学进展》杂志上。

    强塑性变形法成为了创造一系列工业领域所需新型金属材料的重要工具。

    NUST MISIS尤里·埃斯特林教授和阿列克谢·维诺格拉多夫教授(挪威科技大学、陶里亚蒂国立大学)创造出一套能够预测所制造材料性能的理论。

    埃斯特林教授介绍说:"在强塑性变形情况下,会发生根本的微观组织破坏,而预测出所得材料性能几乎不可能。如果不使用可靠的物理上合理的理论模拟过程,那么实验就会变成盲目的猜测。"

    根据埃斯特林教授和维诺格拉多夫教授的评价,基于强塑性变形法的研究将取得重大突破,首先是在医学植入领域。

    埃斯特林教授说:"镁合金现在非常流行,因为世界各地的植入学家都在致力于生物降解材料。 这非常令人向往-在骨组织恢复所需时间内拥有承担负荷的植入物,然后溶解在体内而不会对其造成伤害。"

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    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-08-09
    • 8月6日,研究人员在Cell Press细胞出版社旗下期刊Chem(《化学》)上报告说,通过将带正电荷的荧光染料合成到一种名为小分子离子隔离格(SMILES)的新型材料中,化合物灿烂的光芒可以无缝地转化为固态结晶状态。这一进展克服了长期以来开发荧光固体的障碍,有助于开发目前已知的最亮材料。 “这些材料在任何需要明亮荧光或设计光学特性的技术上都有潜能,包括太阳能收集、生物成像和激光。”美国印第安纳大学化学家Amar Flood说。他与丹麦哥本哈根大学的Bo Laursen均为该论文的资深作者。 “除此之外,还有一些有趣的应用,包括在太阳能电池中对光进行上转换以捕获更多的太阳光谱,用于信息存储和光致变色玻璃的光切换材料以及可用于3D显示技术的圆偏振荧光。”Flood说。 虽然目前有超过10万种不同的荧光染料可用,但几乎没有一种能以可预测的方式混合和匹配,以制造固体光学材料。当染料进入固态时,由于紧密排列在一起时的表现,它们倾向于经历“猝灭”,从而降低荧光强度,产生更柔和的辉光。 “当染料在固体中并肩站立时,染料间的猝灭和耦合问题就出现了。”Flood说,“它们情不自禁地‘触摸’彼此。就像小孩子坐在那里听故事一样,它们互相干扰,不再像个体一样行事。” 为了解决这个问题,Flood和同事们将一种有色染料和含有氰星的无色溶液混合。氰星是一种星形的大环分子,它可以防止荧光分子在混合物凝固时相互作用,保持其完整的光学特性。当混合物变成固体时,SMILES就形成了,然后研究人员将其变成晶体,沉淀成干粉末,最后制成薄膜或直接与聚合物结合。由于氰星大环形成了类似棋盘格的构建块,研究人员只需在格子中插入一种染料,无需进一步调整,结构就会呈现出它的颜色和外观。 虽然,之前的研究已经开发出利用大环分子来分隔染料的方法,但它依赖于彩色大环完成这项工作。Flood 和他的同事发现无色的大环是关键。 “有些人认为无色大环没有吸引力,但是它们允许隔离晶格完全表达染料的明亮荧光,而且不受大环颜色的阻碍。”Flood说。 接下来,研究人员计划探索使用这种新技术形成的荧光材料的性质,以便在未来与染料制造商合作时,实现该材料在各种不同应用中的全部潜力。 Flood说:“这些材料是全新的,所以我们不知道它们的哪些固有特性能够提供更好的功能。我们也不知道材料的极限。因此,我们要从根本上了解它的工作原理,并为其创建新属性提供一套稳健的设计规则。这对于将这些材料交到他人手中至关重要——我们希望寻求众包,并在这方面与他人合作。”
  • 《美科学家创造出"活跃的"3D打印塑料》

    • 来源专题:中国科学院西安光机所服务
    • 编译者:lib_yaya
    • 发布时间:2016-04-07
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