賓厄姆頓大學(xué)的柯長(zhǎng)宏教授最近獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的資助，開(kāi)始了一項(xiàng)令人興奮的研究，旨在探索將納米管融入3D打印金屬中的潛力。這項(xiàng)研究有望帶來(lái)3D打印金屬性能的重大提升。

當(dāng)工程師設(shè)計(jì)金屬機(jī)械系統(tǒng)時(shí)，最大的難題之一就是氧化。氧化會(huì)導(dǎo)致金屬生銹，從而影響設(shè)備的效率和壽命。盡管3D打印技術(shù)在航空航天、船舶和汽車(chē)等領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，但3D打印的金屬在腐蝕環(huán)境中卻容易出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)樗鼈儽葌鹘y(tǒng)制造的金屬更容易產(chǎn)生孔隙。

柯教授的研究核心是一個(gè)有趣的假設(shè)：如果金屬通過(guò)氧化能夠變得更強(qiáng)，那會(huì)怎樣？他正在研究將納米管融入3D打印鋁中的可能性，希望利用氮化硼（一種常用于化妝品和鉛筆芯的化合物）的微觀結(jié)構(gòu)，使材料在腐蝕環(huán)境中自我增強(qiáng)。

柯教授說(shuō)：“氧化是不可避免的，所以我們嘗試?yán)盟瑢⑵滢D(zhuǎn)變?yōu)橐环N新的強(qiáng)化機(jī)制，使材料變得更堅(jiān)固?！彼南敕ㄊ?，通過(guò)設(shè)計(jì)金屬材料包含特定的孔隙，甚至故意引入更易氧化的結(jié)構(gòu)，可以使這些材料在腐蝕環(huán)境中受益，而不是受損。

為了研究氧化如何改變納米管與金屬的結(jié)合，柯教授的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃使用力傳感器，在高分辨率掃描電子顯微鏡下，從氧化的金屬中拉出單個(gè)納米管，實(shí)時(shí)觀察這個(gè)過(guò)程。

“我們將其設(shè)計(jì)成類似三明治的結(jié)構(gòu)，”柯教授打了個(gè)比方，“就像熱狗一樣，納米管是熱狗腸，金屬是面包。”

除了微觀層面的研究，團(tuán)隊(duì)還將在宏觀尺度上測(cè)試這種新材料，觀察氧化對(duì)納米管增強(qiáng)金屬的硬度、強(qiáng)度和韌性的影響。伊利諾伊大學(xué)的合作伙伴將通過(guò)計(jì)算模型來(lái)驗(yàn)證柯教授的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

柯教授表示：“我們希望這項(xiàng)研究能為科學(xué)界提供新的視角，讓大家在未來(lái)的材料設(shè)計(jì)中重新思考金屬氧化的作用?！彼嘈牛@項(xiàng)研究可能會(huì)改變3D打印金屬材料的研究方向，并在不同領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，甚至可能提升美國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

通過(guò)這項(xiàng)研究，柯教授的團(tuán)隊(duì)致力于將氧化這一傳統(tǒng)的金屬弱點(diǎn)，轉(zhuǎn)化為增強(qiáng)材料性能的新機(jī)會(huì)，為3D打印技術(shù)的未來(lái)發(fā)展開(kāi)辟新道路。

賓厄姆頓大學(xué)的柯長(zhǎng)宏教授最近獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的資助，開(kāi)始了一項(xiàng)令人興奮的研究，旨在探索將納米管融入3D打印金屬中的潛力。這項(xiàng)研究有望帶來(lái)3D打印金屬性能的重大提升。

當(dāng)工程師設(shè)計(jì)金屬機(jī)械系統(tǒng)時(shí)，最大的難題之一就是氧化。氧化會(huì)導(dǎo)致金屬生銹，從而影響設(shè)備的效率和壽命。盡管3D打印技術(shù)在航空航天、船舶和汽車(chē)等領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，但3D打印的金屬在腐蝕環(huán)境中卻容易出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)樗鼈儽葌鹘y(tǒng)制造的金屬更容易產(chǎn)生孔隙。

柯教授的研究核心是一個(gè)有趣的假設(shè)：如果金屬通過(guò)氧化能夠變得更強(qiáng)，那會(huì)怎樣？他正在研究將納米管融入3D打印鋁中的可能性，希望利用氮化硼（一種常用于化妝品和鉛筆芯的化合物）的微觀結(jié)構(gòu)，使材料在腐蝕環(huán)境中自我增強(qiáng)。

柯教授說(shuō)：“氧化是不可避免的，所以我們嘗試?yán)盟瑢⑵滢D(zhuǎn)變?yōu)橐环N新的強(qiáng)化機(jī)制，使材料變得更堅(jiān)固?！彼南敕ㄊ?，通過(guò)設(shè)計(jì)金屬材料包含特定的孔隙，甚至故意引入更易氧化的結(jié)構(gòu)，可以使這些材料在腐蝕環(huán)境中受益，而不是受損。

為了研究氧化如何改變納米管與金屬的結(jié)合，柯教授的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃使用力傳感器，在高分辨率掃描電子顯微鏡下，從氧化的金屬中拉出單個(gè)納米管，實(shí)時(shí)觀察這個(gè)過(guò)程。

“我們將其設(shè)計(jì)成類似三明治的結(jié)構(gòu)，”柯教授打了個(gè)比方，“就像熱狗一樣，納米管是熱狗腸，金屬是面包。”

除了微觀層面的研究，團(tuán)隊(duì)還將在宏觀尺度上測(cè)試這種新材料，觀察氧化對(duì)納米管增強(qiáng)金屬的硬度、強(qiáng)度和韌性的影響。伊利諾伊大學(xué)的合作伙伴將通過(guò)計(jì)算模型來(lái)驗(yàn)證柯教授的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

柯教授表示：“我們希望這項(xiàng)研究能為科學(xué)界提供新的視角，讓大家在未來(lái)的材料設(shè)計(jì)中重新思考金屬氧化的作用?！彼嘈牛@項(xiàng)研究可能會(huì)改變3D打印金屬材料的研究方向，并在不同領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，甚至可能提升美國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

通過(guò)這項(xiàng)研究，柯教授的團(tuán)隊(duì)致力于將氧化這一傳統(tǒng)的金屬弱點(diǎn)，轉(zhuǎn)化為增強(qiáng)材料性能的新機(jī)會(huì)，為3D打印技術(shù)的未來(lái)發(fā)展開(kāi)辟新道路。