 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 525 | 回復(fù): 0 | |||
yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
|
[交流]
中國科大成功實現(xiàn)高熵陶瓷微納尺度三維打印
|
|
中國科大成功實現(xiàn)高熵陶瓷微納尺度三維打印 近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院李家文教授課題組在高熵陶瓷微納尺度三維打印領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。他們開發(fā)出一種通用且高效的多元陶瓷微納尺度三維打印方法，成功實現(xiàn)了具有亞微米特征尺寸的多元陶瓷三維結(jié)構(gòu)制造，并制備出超輕、超強(qiáng)特性的高熵陶瓷納米晶格三維超材料。 該技術(shù)攻克了高熵陶瓷在微納尺度三維成型方面的難題，為多元陶瓷微納器件的開發(fā)與應(yīng)用開辟了新路徑。相關(guān)研究成果以“Lightweight and ultra-strong 3D nano-architected high entropy ceramics metamaterials”為題發(fā)表在《科學(xué)·進(jìn)展》上。工程科學(xué)學(xué)院博士生蔣謨東、博士后李瑞和碩士生李濱兆為論文共同第一作者，李家文教授為通訊作者。 高熵陶瓷（HECs）通常是由四種及以上等摩爾或近等摩爾比的金屬陽離子與非金屬元素（如碳、氮、氧、硼）共同構(gòu)成的新型多組元陶瓷材料。其核心特征在于利用顯著的高熵效應(yīng)穩(wěn)定單一晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)合晶格畸變效應(yīng)、緩慢擴(kuò)散效應(yīng)和雞尾酒效應(yīng)，能夠突破傳統(tǒng)陶瓷的性能限制，展現(xiàn)出優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性、抗氧化與耐腐蝕性、超高的硬度與斷裂韌性，在熱障涂層、核能材料、催化劑和耐磨部件等極端環(huán)境應(yīng)用中潛力巨大。然而，目前高熵陶瓷的研究多集中于粉末、塊體及涂層等形態(tài)，如何實現(xiàn)具有復(fù)雜三維形貌、尤其是百納米級特征尺寸的高精度陶瓷結(jié)構(gòu)，仍是制約其在微納光子器件、微機(jī)電系統(tǒng)與高性能機(jī)械超材料等前沿領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。 圖1 高熵陶瓷微納三維結(jié)構(gòu)制備方法 李家文課題組首先開發(fā)了一種基于酸堿中和反應(yīng)的光刻膠合成策略，無需有機(jī)溶劑與交聯(lián)劑，即可制備出超過15種完全透明的光敏金屬丙烯酸酯，其陶瓷成分負(fù)載量高達(dá)70%，并具備優(yōu)異的光學(xué)透明度。再通過飛秒激光雙光子聚合成形和燒結(jié)處理工藝，成功實現(xiàn)了全致密、高形狀保真度和優(yōu)異力學(xué)性能的微納三維陶瓷結(jié)構(gòu)（圖1）。利用該技術(shù)，課題組成功制備出特征尺寸低至150納米的全致密高熵陶瓷納米晶格，首次將高熵效應(yīng)引入微納三維結(jié)構(gòu)陶瓷，并通過誘導(dǎo)高密度位錯顯著增強(qiáng)了材料強(qiáng)度與韌性。 測試結(jié)果顯示，該高熵陶瓷納米晶格展現(xiàn)出超越1GPag⁻¹cm³的超高比強(qiáng)度、高達(dá)230MJm⁻³的能量吸收能力以及卓越的斷裂韌性（圖2）。該研究為探索多組分結(jié)構(gòu)陶瓷微納器件的制造，尤其是高熵陶瓷在微納機(jī)電系統(tǒng)與航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了全新解決方案。 圖2 高熵陶瓷納米晶格具有良好的力學(xué)性能 近年來，李家文課題組致力于玻璃、陶瓷和金屬等材料的微納尺度三維打印研究�；陔p光子成形和燒結(jié)工藝，已成功開發(fā)出一系列高質(zhì)量玻璃光學(xué)微器件，包括單層透鏡、雙層透鏡、菲涅爾波帶片和復(fù)眼等。為實現(xiàn)玻璃微器件低溫集成，課題組進(jìn)一步開發(fā)出富含二氧化硅納米顆粒的無交聯(lián)劑樹脂，通過雙光子聚合技術(shù)和低溫?zé)Y(jié)工藝（650℃），制備出具有低線性收縮率（~5%）的玻璃微光學(xué)器件，并成功實現(xiàn)了玻璃微透鏡在光纖端面上的原位低溫集成（圖3）[ACS Nano 19, 31643−31655 (2025)]。此外，課題組還實現(xiàn)了具有亞微米特征尺寸的氧化鎂透明陶瓷的制造[ACS Nano, 19, 19318-19327 (2025)]，并完成了多種金屬微納結(jié)構(gòu)的三維成形[Nano Letters 25, 8294−8302(2025); Lab on a Chip 24, 832-842(2024)]。 圖3 玻璃微納三維打�。�(a)微光學(xué)器件，(b)低溫制備低收縮率玻璃微結(jié)構(gòu) 上述工作合作者包括精密機(jī)械與精密儀器系微納米工程實驗室褚家如教授、吳東教授、胡衍雷教授、陳楊特任教授、倪勁成特任教授以及近代力學(xué)系吳恒安教授、張忠教授和汪國睿特任教授等。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、合肥國家實驗室自主部署項目、安徽省重大科技專項、合肥市自然科學(xué)基金、中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金等項目的支持。 論文鏈接： https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw6632 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c09272 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c02287 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c01420 https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/lc/d3lc01084h （工程科學(xué)學(xué)院、科研部） |
回復(fù)此樓» 猜你喜歡
環(huán)境工程學(xué)碩288求助調(diào)劑
已經(jīng)有6人回復(fù)
-
291求調(diào)劑
已經(jīng)有7人回復(fù)
-
復(fù)試調(diào)劑
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
學(xué)碩材料275調(diào)劑
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
26申博 求博導(dǎo)
已經(jīng)有5人回復(fù)
-
293求調(diào)劑
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
環(huán)境調(diào)劑
已經(jīng)有8人回復(fù)
-
中國林科院林化所（南京）2026年招收化學(xué)/材料/環(huán)境工程等背景碩士研究生3名
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
306求調(diào)劑
已經(jīng)有7人回復(fù)
-
0703化學(xué) 學(xué)碩 理工科均可 不區(qū)分研究方向 總分279求調(diào)劑
已經(jīng)有4人回復(fù)
» 本主題相關(guān)商家推薦: (我也要在這里推廣)
相關(guān)版塊跳轉(zhuǎn)
我要訂閱樓主 yexuqing 的主題更新
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 293求調(diào)劑 +3 | 是樂渝哇 2026-03-03 | 3/150 |
|
|---|---|---|---|---|
|
|
[考研] 085700資環(huán)求調(diào)劑，初始279，六級已過，英語能力強(qiáng) +3 | 085700資環(huán)調(diào)劑 2026-03-03 | 4/200 |
|
|
[碩博家園] 2025屆雙非化工碩士畢業(yè)，申博 +4 | 更多的是 2026-02-27 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 292求調(diào)劑 +3 | sgbl 2026-03-03 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 材料328求調(diào)劑 +4 | 一個蘿卜02 2026-03-03 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 求調(diào)劑 +4 | Guo_yuxuan 2026-03-02 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 化工270求調(diào)劑 +10 | 什么名字qwq 2026-03-02 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料與化工281求調(diào)劑，有科研和獲獎經(jīng)歷 +6 | wsxw 2026-03-02 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 課題組接收材料類調(diào)劑研究生 +6 | gaoxiaoniuma 2026-02-28 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 求調(diào)劑院校 +6 | 云朵452 2026-03-02 | 8/400 |
|
|
|
[考研] 298求調(diào)劑 +7 | axyz3 2026-02-28 | 8/400 |
|
|
|
[考研] 298求調(diào)劑 +10 | 人間唯你是清歡 2026-02-28 | 14/700 |
|
|
|
[考研] 求調(diào)劑 +7 | repeatt?t 2026-02-28 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 285求調(diào)劑 +9 | 滿頭大汗的學(xué)生 2026-02-28 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 272求調(diào)劑 +9 | 材紫有化 2026-02-28 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 0856材料求調(diào)劑 +12 | hyf hyf hyf 2026-02-28 | 13/650 |
|
|
|
[考研] 303求調(diào)劑 +5 | 今夏不夏 2026-03-01 | 5/250 |
|
|
|
[基金申請] 面上模板改不了頁邊距吧？ +6 | ieewxg 2026-02-25 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 材料類求調(diào)劑 +11 | wana_kiko 2026-02-28 | 14/700 |
|
|
|
[論文投稿]
求助coordination chemistry reviews 的寫作模板
 10+3
|
ljplijiapeng 2026-02-27 | 4/200 |
|