材料科学考研(材料科学与工程考研科目)

材料科学考研,材料科学与工程考研科目

根据国内媒体近期报道称,美国材料科学获得新突破,《自然》杂志发表研究称,美国麻省理工学院的研究人员制造出了革命性材料,该材料的硬度比钢硬一倍,但它的重量比塑料还轻,堪称是一款非常理想的材料。

值得注意的是,参与该项目的主要研发负责人员是华人曾玉伟,此人是博士后,在材料学领域潜心研究多年,并且已经取得了一系列令人瞩目的成绩。

在传统印象中,聚合物只是一维结构,如同面条那样的链状结构。这种结构的密度低,重量轻,但硬度不行,在现实应用中有限制。后来,有材料学家提出设想,如果通过某种方式让其生长为二维片材,那将会大大提高聚合物的强度。

不过,材料的研制过程面临着诸多困难。材料学家经过十几年甚至几十年的努力,仍无法改变聚合物的结构。即使能够获得技术突破,但新材料无法获得大规模量产。无法应用于现实生活,新材料就没有任何的价值。

麻省理工的研究人员在一次试验中,用了一种叫做三聚氰胺的化合物。这种物质含有碳和氮环结构,能够在二维上生长形成圆盘。相互堆叠后,将各层之间的氢键固定在一起,从而使得结构更加的稳固,增强材料的硬度。

以前有个别商家为了提高奶粉的含氮量,往奶粉中添加三聚氰胺,提升奶粉的蛋白质含量指标。可能很多人也没想到,这种人人喊打的物质,今天竟然会有这么大的作用。

研究人员将该材料命名为2DPA-1,也就是二维聚合物。这种二维聚合物的弹性模量比防弹玻璃大4到6倍,屈服强度是钢材的2倍。

此外,这种材料还有一个独特的特点,能够像乐高积木一样锁在一起,完全阻止水与气体的通过。更重要的是,未来该材料可以大规模量产,能够应用于多个领域。

在民用领域,该材料可用于设备零部件的轻质耐用涂层,也可作为其它结构的建设材料。在军用领域,该材料可用于制造战机、军舰,还可用来制造新型防弹衣。总之,由于这种材料比钢硬,比塑料轻,未来有着广阔的发展空间,可能引发新一轮的材料革命。

(文/嘤仔)

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