一種可以使復合材料在動態加載時更堅韌數倍的納米膠水

　　一篇新發表在《自然通訊》雜志上的文章報道了一個意想不到的發現，即加載頻率對多層復合材料的斷裂能量有影響，這種復合材料中含有一種"納米膠"，倫斯勒也率先使用了這種膠。

　　倫斯勒材料科學與工程學院的教授兼這項研究的主要作者 Ganpati Ramanath 說:"在動態刺激的過程中，在界面上發現、理解和操縱納米尺度現象是設計具有新穎應用反應的新材料的關鍵。"。 "我們的研究表明，在層狀復合材料的界面上引入納米粘合層可以導致在某些加載頻率下產生較大的機械增韌。"

　　Ramanath 和他的合作者團隊發現，在一定的加載頻率下，使納米膠水修飾的聚合物-金屬-陶瓷復合材料斷裂所需的能量增加了三倍，并且超過了靜態加載斷裂能。 這種行為是意想不到的，而且意義重大，因為斷裂能通常在循環加載時比在靜態加載時更低。 這種頻率相關的增韌只有當納米膠層被用來結合金屬和陶瓷時才被觀察到。

　　結果還表明，復合材料中聚合物的力學性能決定了復合材料的增韌頻率范圍和增韌程度。 具體來說，納米膠促進了金屬-陶瓷界面的載荷傳遞，并通過塑性變形使聚合物中的能量耗散，從而導致斷裂能的增加。

　　"我們的發現為使用聚合物和界面納米膜的不同組合來設計具有新反應的復合材料提供了全新的可能性。 例如，我們可以實現一種全新的智能復合材料，它可以在某些頻率下顯著增韌甚至自毀。

　　"我們的研究發現，受益者在納米膠水效應和復合材料中一種成分的特性之間的聯合，在周期性負載中打開了一個新的范例,"合著者 Michael Lane 說，他是 Emory & Henry 學院的 Billie Sue Hurst 化學教授。 "操縱耦合實際上可以使復合材料在我們傳統上試圖避免的加載條件下更加穩健，因此可以極大地擴大復合材料的應用范圍并提高其性能。"

　　這項突破性的工作是來自弗吉尼亞州紐約和格勒諾布爾的多學科研究人員合作的產物。 因此，它說明了新理工學院的國際性和跨學科性，是倫斯勒研究和教育的指導模式。