氧化会降低金属的性能和功能。然而,由香港城市大学(城大)科学家共同领导的研究小组最近发现,严重氧化的金属玻璃纳米管可以获得超高的可恢复弹性应变,优于大多数传统的超弹性金属。他们还发现了支撑这种超弹性的物理机制。
他们的发现意味着低维金属玻璃的氧化可以为传感器、医疗设备和其他纳米设备的应用带来独特的性能。该研究结果发表在《自然材料》杂志上,标题为“金属玻璃纳米管中的氧化诱导超弹性”。
近年来,低维金属(包括纳米颗粒、纳米管和纳米片)的功能和机械性能因其在传感器、纳米机器人和超材料等小型设备中的潜在应用而受到关注。然而,大多数金属具有电化学活性,在周围环境中容易氧化,这通常会降低其性能和功能。
机械工程系杨勇教授表示:“金属纳米材料具有很高的比表面积,可达108m-1。因此原则上,它们特别容易氧化。”在城市大学,他与他的合作者一起领导了这个研究团队。
“为了利用低维金属开发下一代器件和超材料,我们必须彻底了解氧化对这些纳米金属性能的不利影响,然后找到克服它们的方法。”
因此,杨教授及其团队对纳米金属的氧化进行了研究,与他们的预期形成鲜明对比的是,他们发现严重氧化的金属玻璃纳米管和纳米片在室温下可以获得高达约14%的超高可恢复弹性应变,优于块状材料。金属玻璃、金属玻璃纳米线和许多其他超弹性金属。