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中国理化所发现首个非致密结构的零线性压缩材料

http://www.momo35.com   来源:中国科学报  日期:2018/07/02

       本报讯 近日,中国科学院理化技术研究所研究员林哲帅、博士姜兴兴等通过理论推导得到了非致密结构材料中零线性压缩现象发生的条件,建立了理论模型,提出具有类似中国传统木匠文化中“鲁班凳”结构特点的材料能够产生零线性压缩性。相关研究结果发表在《先进材料》上。
  
  在各向均匀受压(静水压)下,绝大多数材料会沿着所有方向发生收缩。然而,自然界中有一类材料违反了这个公认的物理常识,当各向均匀受压时,其沿某一特定方向却反常地保持材料尺寸不变,这类材料被称为零线性压缩材料。
  
  由于在不同的静水压力下,零线性压缩材料可以在特定方向上表现出高度的力学性能稳定,所以这类材料对于在大压力涨落等复杂环境中,提升精密仪器的应用稳定性具有重要的科学意义和研究价值。
  
  国际上对零线性压缩材料的探索主要集中在具有致密结构的超硬材料领域,目前仅在极少数超硬材料(如金刚石)中发现了这种反常的力学性质。与致密结构材料相比,非致密结构材料在数量和结构类型方面更为丰富,而且由于其相对开放的骨架结构,在应用方面更具有结构和性能的可调控性。
  
  林哲帅、姜兴兴等人通过大规模结构搜索,利用北京同步辐射光源,发现并证实了首个具有非致密结构的零线性压缩材料AEB2O4。科研人员结合AEB2O4的线性零压缩性质与良好的光学性能,对其在高压力涨落环境下应用的高精度光学传感器件进行了设计。
  
  近年来,林哲帅课题组致力于具有优秀光电功能的硼酸盐晶体的反常力学、反常热学性能方面的研究,发现了一些新奇的物理性能,有望提高光电功能材料在复杂或极端环境中的使用能力,有效拓展其应用范围和领域。(高雅丽)
 
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