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工程師使用無熱技術制作玫瑰表面紋理的金屬復制品,中國建材網,cnprofit.com
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工程師使用無熱技術制作玫瑰表面紋理的金屬復制品
2020年09月28日    閱讀量:20948    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

大自然已經為無數個星球創造了完美的表面紋理,這些紋理可以保護,隱藏和以其他方式幫助各種生物生存。


藍色的morpho蝴蝶翅膀有光澤,散射光的紋理,鯊魚皮的粗糙,減少阻力的紋理以及玫瑰花瓣的粘稠但拒水的紋理。

工程師使用無熱技術制作玫瑰表面紋理的金屬復制品 中國建材網,cnprofit.com

但是,如何在工程世界中使用這些自然紋理和特性?荷花植物的憎水,超疏水質地可以以某種方式應用于機翼作為防冰裝置嗎?先前的嘗試涉及模制聚合物和其他軟質材料,或在缺乏準確性且依賴于昂貴設備的硬質材料上蝕刻圖案中國建材網cnprofit.com。但是,如何制造廉價的模制金屬生物結構呢?


愛荷華州立大學的馬丁·索(Martin Thuo)及其研究小組的學生找到了一種追求“節儉科學/創新”的方法,他將其描述為“在最大程度地降低成本和復雜性的同時,為改善人類狀況提供有效解決方案的能力”。


在這個項目中,他們采用了以前開發的液態金屬顆粒的方法,并使用它們來制作自然表面(包括玫瑰花瓣)的完美模壓金屬版本。他們可以做到這一點,而無需加熱或加壓,也不會損壞花瓣。


他們在最近由德國化學會雜志Angewandte Chemie在線發表的論文中描述了他們稱之為BIOMAP的技術。作者是材料科學與工程學副教授,在電氣和計算機工程學方面有禮貌,他是作者。合著者均為愛荷華州立大學材料科學與工程專業的學生:博士生Julia Chang,Andrew Martin和Chuanshen Du;還有本科生Alana Pauls。


愛荷華州以Thuo產生的知識產權特許權使用費來支持該項目。


Thuo說:“這個項目來自觀察到自然有很多美好的事物?!?“例如,蓮花植物生活在水中,但不會變濕。我們喜歡那些結構,但我們只能用柔軟的材料來模仿它們,我們想使用金屬?!?/p>


該技術的關鍵是過冷液態金屬的微小顆粒,最初是為無熱焊接而開發的。當金屬的微小液滴(在這種情況下為Field的金屬,一種鉍,銦和錫的合金)暴露于氧氣并涂有一層氧化層時,就會形成顆粒,即使在室溫下,它們也以液態捕獲在內部。


BIOMAP過程使用大小不同的粒子,所有粒子的直徑僅為百萬分之一米。通過自動過濾,毛細壓力和蒸發的自主過程,將顆粒施加到表面上,覆蓋表面并適合所有縫隙,縫隙和圖案。


化學觸發物使顆粒彼此結合而不是表面結合并固化。這樣就可以提起固體金屬復制品,從而對表面紋理產生負面影響??梢酝ㄟ^使用反復制品創建模具然后重復BIOMAP過程來制作正凸紋。


Thuo說:“將其提起,看起來完全一樣?!彼赋?,工程師可以通過其質地的金屬復制品之間的細微差別來識別不同的品種或玫瑰。


重要的是,復制品保留了表面的物理特性,就像在基于彈性體的軟光刻中一樣。


Thuo說:“金屬結構保持了這些超疏水特性-就像蓮花或玫瑰花瓣一樣?!?“在金屬玫瑰花瓣上滴一滴水滴,水滴會粘住,但是在金屬荷葉上,水滴就會流下來?!?/p>


Thuo說,這些特性可以應用于飛機機翼,以更好地除冰或改善空調系統的熱傳遞。


Thuo說,這就是一些節儉的創新“可以將玫瑰花瓣的精致結構塑造成堅固的金屬結構”?!拔覀兿M@是一種方法,該方法將導致采用基于結構而不是金屬涂層的疏水性金屬表面的新方法?!?/p>


標簽:行業資訊,原料動態,今日頭條,產品資訊,建材應用,技術中心,建筑基材,金屬材料
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