前沿 2020-02-12 17:02

美国大学联合开发纳米尺度传感器技术

胡燕萍 摘自 theengineer网站

【据theengineer网站2020年1月7日报道】美国加州大学伯克利分校联合爱荷华州立大学联合研究出用于高压下对材料上的应力和应变进行成像和测量的纳米级传感器技术。新的传感技术可以帮助推进化学,力学,地质学和行星科学方面的高压研究,可能会促进新材料的诞生或许多应用发展的新阶段。

Science发表的一篇论文描述了该技术的开发和演示。该论文描述了研究人员如何将一系列纳米级传感器(称为氮空位色心)安装在钻石上,以对微小的材料样本施加高压。通常,那些用两颗钻石之间挤压的材料进行的“钻石砧”实验使研究人员能够测量压力和体积变化。

据报道,新的纳米级传感器系统使研究人员能够成像,测量和计算六个不同的应力,从而提供了一种更全面,更实际的方法来测量高压对材料的影响。新的测试还使研究人员能够测量材料磁性的变化。

研究人员将材料置于高压下,然后使其扭曲,从而能够降低相变压力并寻找可能具有技术应用价值的新相态。美国爱荷华州立大学的实验室专门研究高压科学的实验测试和计算模型。

该实验室还为高压金刚石砧实验进行了多尺度计算机建模。通过仿真可以重建整个金刚石砧座中所有六个应力场(无法测量),并验证实验结果。纳米传感器实现了“高压科学中两个互补目标的追求:了解材料在压力下的强度和失效(例如脆性-韧性转变)以及发现和表征物质的异质相(例如,高压稳定高温超导体)。

氮空位传感技术也已用于测量其他材料特性,例如电特性和热特性。研究人员指出,“该技术现在可以直接扩展到高压环境,从而为在这种极端条件下定量表征材料开辟了广泛的实验。”

(欢迎转载,转载请标明引自“航空工业信息网”)

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