دانشمندان آهن از فیزیک از چین و چروک

هنگامی که ما فکر می کنیم از چین و چروک, ما معمولا تصور می کنیم این خطوط به پوست ما برای برخی یک واقعیت ناخوشایند و برای دیگران افتخار نشانه ای از یک زندگی خوب زندگی می کردند. در علم مواد, چین و چروک پوست نیز می تواند یا می خواست یا ناخواسته. اما عوامل فیزیکی که باعث چین و چروک رخ می دهد هنوز به طور کامل درک نشده است.

در حال حاضر در یک مقاله که اخیرا منتشر شده در فیزیک کاربردی حروفمحققان از ریاضیات و مکانیک و مواد (MMM) واحد در اوکیناوا موسسه علوم و فناوری فارغ التحصیل دانشگاه (OIST) نشان داده اند که چگونه چین و چروک را می توان با افزایش و یا کاهش می یابد با تغییر در انحنای لبه مواد.

“در طول تاریخ دانشمندان و مهندسان باید با تمرکز بر جلوگیری از چین و چروک است که می تواند اثر نامطلوبی بر عملکرد سنسور فشار هواپیما پانل های سبک و سازه فضاپیما از جمله خدمت فضای رونق و تلسکوپ” گفت: پروفسور الیوت سرخ شده که منجر MMM واحد. “اما تحقیقات اخیر همچنین نشان داده است که چین و چروک می تواند به مواد خواص مفید باشد. برای مثال می توان آن را مورد استفاده برای ایجاد یک ماده سوپر هیدروفوبیک یا به پوشش است که منعکس کننده نور در راه منحصر به فرد.”

الماس ویندوز از فرصت

واحد اول مواجه می شوند این پدیده از چین و چروک در حالی که کار با فوق العاده نازک nanocrystalline الماس فیلم رشد در یک ورق شیشه ای.

“من از بین بردن لایه های شیشه ای در زیر مناطق کوچک از nanocrystalline الماس فیلم برای ایجاد الماس ویندوز,” دکتر گفت: Stoffel Janssens برای اولین بار نویسنده این مطالعه و پژوهشگر فوق دکترا در MMM واحد. “الماس ویندوز بسیار دشوار است اما آنها واقعا هیجان انگیز برنامه های کاربردی بالقوه از جمله استفاده به عنوان یک ساختار شفاف و بر اساس آن یک سلول فرهنگ می تواند رشد کرده و به راحتی تجسم.”

دانشمندان دریافتند که چین و چروک بود اجتناب ناپذیر بخشی از ساخت الماس ویندوز. روند رو به رشد این nanocrystalline الماس فیلم در بالای ورق شیشه ای شامل گرمایش و سرمایش بستر, که باعث می شود این دو لایه به گسترش و قرارداد با مقادیر مختلف تولید استرس در لایه های دکتر Janssens توضیح داد. هنگامی که یک سوراخ در بستر شیشه ای ساخته شده است توسط لیزر و اسید به شکل یک الماس پنجره باقی مانده استرس باعث می شود که در حال حاضر به حالت تعلیق بخشی از nanocrystalline الماس فیلم است که دیگر هیچ پیوند به ورق شیشه ای برای تغییر شکل و چین و چروک در اطراف لبه.

“ما متوجه شد که الماس ویندوز ارائه یک فرصت عالی برای درک برخی از عوامل فیزیکی است که بر چین و چروک” گفت: پروفسور سرخ شده. “با استفاده از دایره الماس ویندوز ما تجربی نشان داده اثر قطر و مرز انحنای بر چین و چروک و پس از آن ما نیز توسعه ساده مدل نظری برای توضیح آنچه که ما مشاهده شده است.”

پل آزمایش و تئوری

در این مطالعه محققان ایجاد شده در اندازه های مختلف الماس ویندوز و پس از آن اندازه گیری طول موج و تعداد از چین و چروک است که تشکیل شده در حالت تعلیق فیلم در اطراف لبه های منحنی از هر الماس پنجره.

آنها دریافتند که به عنوان اندازه الماس ویندوز افزایش, کاهش انحنای در مرز بین این باند و معلق nanocrystalline الماس فیلم چگالی چین و چروک کاهش طول موج از هر چین و چروک طولانی تر بود.

محققان همچنین اندازه گیری سطح فشار — مقدار تغییر شکل ناشی از استرس در لایه — در سراسر الماس ویندوز.

“اندازه گیری فشار در سراسر یک 2D مواد در یک راه متعارف است بسیار پیچیده و گران قیمت اما ما قادر به ابداع یک روش که در آن ما به جای تعیین مشخصات سطح الماس پنجره — چگونه بالا در هر نقطه است — و پس از آن توسعه یافته الگوریتم برای بازیابی فشار, ارزش,” دکتر گفت: Janssens.

این تیم سپس با استفاده از نتایج تجربی به منظور توسعه یک مدل نظری است که آنها باور دارند که می تواند مورد استفاده قرار گیرد به طراحی دستگاه های کاربردی چین و چروک و یا کاهش چین و چروک.

این مدل نیز گسترش یافته و در این آزمایش ها نشان می دهد که دستگاه شامل یک انحنای منفی را کاهش چین و چروک.

رفتن به جلو, واحد علاقه مند به ایجاد الماس ویندوز به شکل حلقه, جای حلقه. در حالی که بیشتر به چالش کشیدن برای ساخت این سازه دارای دو مرز بین معلق متصل شده و بخشهایی از nanocrystalline الماس فیلم-یکی با انحنای مثبت و یکی منفی انحنای — اجازه می دهد دانشمندان به استفاده از آزمایشات بیشتر برای بررسی اعتبار مدل خود را.

“به طور کلی این مطالعه ادغام تئوری و محاسبات آزمایش و تجزیه و تحلیل” گفت: پروفسور سرخ شده. “میان رشته ای محیط پرورش در OIST این کار امکان پذیر است و در نهایت اجازه همه محققان واحد ما به همکاری و گسترش تخصص خود را.”

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.net