的研究人员莱斯大学声称软聚合物的薄壳可以把多节的陶瓷结构固定在一起而不被粉碎。
通过对3d打印的黑云母进行压缩测试，可以看出聚合物是如何防止陶瓷碎裂的。这种材料亚博网站下载可以用在任何需要非常坚固而轻便的材料的地方。图片来源:阿贾扬研究小组/赖斯大学。
用3D打印机制作的陶瓷在压力下会裂开，类似于任何盘子或碗。然而，在紫外光下固化的软聚合物覆盖它们，使同样的材料有机会保持结构的完整性，类似于汽车挡风玻璃的处理玻璃，不太可能破碎。亚博网站下载
来自赖斯布朗工程学院的科学家们展示了黑石的概念，这是一种复杂的晶格，仅仅作为一种理论存在了几十年，但现在可以用3D打印机制造出来。在加入聚合物后，它们类似于自然界中发现的结构，如骨骼和贝壳，在生物聚合物基质中含有硬化的血小板。
研究结果发表在该杂志上亚博老虎机网登录科学的进步．
Schwarzites以德国科学家赫尔曼•施瓦茨(Hermann Schwarz)的名字命名，它在19世纪80年代假设，“负弯曲”结构可以用于任何需要高度坚固但重量轻的材料的地方，从电池到骨骼再到建筑。亚博网站下载
在Rice材料科学家Pulic亚博网站下载kel Ajayan和Muhammad Rahman以及研究生和主要作者Seyed Mohammad Sajadi的带领下，研究人员通过模拟和实验证明，一层不超过100微米的聚合物涂层可以使易碎的黑云母对灾难性断裂的抵抗能力提高4.5倍。
这些结构在应力作用下确实会破裂，但不会破裂。
我们已经清楚地看到，未涂层的结构是非常脆弱的。但当我们将涂层结构置于压力之下时，它们将承受载荷，直到完全断裂。有趣的是，即使这样，它们也不会完全分解成碎片。它们像夹胶玻璃一样封闭着．
穆罕默德·拉赫曼，莱斯大学材料科学与纳米工程系亚博网站下载亚博老虎机网登录
该研究小组的成员来自匈牙利、印度和加拿大。他们制作了这些结构的计算机模型，并用聚合物注入的陶瓷“墨水”打印出来。陶瓷是用打印机里的紫外线快速固化的。然后将它浸入聚合物中，再次固化。
未涂覆的结构被用作控制，复杂的块体随后经受高压。控制层如预期的那样破碎了;然而，聚合物涂层阻止了其他裂缝的扩展，从而使结构保持了原来的形状。
科学家们还将苏瓦石与涂层固体陶瓷进行了比较，发现多孔结构本来就更坚硬。
体系结构肯定有一定的作用。我们看到，如果我们包覆固体结构，聚合物的效果不如与苏瓦石．
赛义德·穆罕默德·萨贾迪，莱斯大学材料科学和纳米工程系的主要作者和研究生亚博网站下载亚博老虎机网登录
根据Pulickel Ajayan的说法，涂层就像它们模仿的天然材料一样，聚合物在陶瓷中注入缺陷，提高了它们的电阻。亚博网站下载
Rahman说，聚合物增强陶瓷的各种结构应用都能受益。此外，它们的生物相容性最终可能使它们适合做假肢。
我很确定，如果我们能在拓扑上优化这些结构，它们也会显示出用作生物支架的良好前景．
穆罕默德·拉赫曼，莱斯大学材料科学与纳米工程系亚博网站下载亚博老虎机网登录
猫头鹰落下试验
坠落试验。视频来源:阿贾延研究集团/莱斯大学。
期刊引用:
Sajadi与加雷熟识,s M。等．(2021)通过保形涂层的耐损伤3d打印陶瓷。亚博老虎机网登录科学的进步．doi.org/10.1126/sciadv.abc5028．
来源:http://news.rice.edu/