Nature Communications：由具有超高能量吸收能力的金和铜的独立准BCC纳米晶格制成的机械超材料

吴宗涵

2023-03-05

纳米晶格具有高强度、高比强度和高能量吸收等诱人的力学性能，然而，目前此类材料无法实现上述性质的有效融合和可扩展生产，这极大阻碍了其在能源转换等领域的应用。鉴于此，来自中国科学院现代物理研究所的Jinglai Duan等人开发了一种金和铜准体心立方（准BCC）纳米晶格，纳米束的直径小到34 nm。

文章要点：

1) 该研究表明，尽管其相对密度低于0.5，但准BCC纳米晶格的压缩屈服强度甚至超过了它们的同体积对应物，并且，这些准BCC纳米晶格展现出超高的能量吸收能力，例如金准BCC纳米晶格的100±6 MJ m⁻³和铜准BCC纳米晶格110±10 MJ m⁻³，有限元模拟和理论计算表明，准BCC纳米晶格的变形主要受纳米束弯曲的影响；

2) 此外，反常的能量吸收能力主要来源于金属的自然高机械强度和塑性、尺寸减小引起的机械增强以及准BCC纳米晶格结构的协同作用，由于样品尺寸可以以高效率和出色的成本效应放大到宏观尺度，本研究中报道的具有超高能量吸收能力的准BCC纳米晶格有望在传热、导电和催化应用中展现巨大潜力。

参考资料：

Cheng, H., Zhu, X., Cheng, X. et al. Mechanical metamaterials made of freestanding quasi-BCC nanolattices of gold and copper with ultra-high energy absorption capacity. Nat Commun 14, 1243 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-36965-4

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36965-4