Een team onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft ontdekt dat nanovoids de prestaties van materialen kunnen verbeteren. Nanovoids zijn kleine gaatjes van slechts enkele nanometers groot. Ze kunnen op verschillende manieren worden gemaakt, zoals ionenimplantatie of chemisch etsen.

De onderzoekers ontdekten dat nanovoids de sterkte en taaiheid van materialen kunnen verbeteren. Ze ontdekten ook dat nanovoids de hoeveelheid energie kunnen verminderen die nodig is om een ​​materiaal te breken. Dit betekent dat materialen met nanovoids kunnen worden gebruikt om lichtere en efficiëntere componenten te maken.

De onderzoekers zeggen dat hun bevindingen een aanzienlijke impact kunnen hebben op de ontwikkeling van nieuwe materialen voor een breed scala aan toepassingen, zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielsector en medische apparatuur.

Hoe Nanovoids de materiaalprestaties verbeteren

Nanovoids verbeteren de materiaalprestaties via een aantal mechanismen.

* Versterking: Nanovoids kunnen materialen versterken door een barrière te vormen voor de beweging van dislocaties. Dislocaties zijn defecten in de kristalstructuur van een materiaal waardoor het kan breken. Nanovoids kunnen fungeren als obstakels voor dislocaties, waardoor ze niet kunnen bewegen en het materiaal kan breken.

* Verharder: Nanovoids kunnen materialen ook harder maken door energie te absorberen tijdens breuk. Wanneer een materiaal met nanoholten wordt gebroken, kunnen de nanoholten energie absorberen door uit te zetten en samen te trekken. Deze absorptie van energie helpt het breukproces te vertragen en het materiaal beter bestand te maken tegen breuk.

* Het energieverbruik verminderen: Nanovoids kunnen ook de hoeveelheid energie verminderen die nodig is om een ​​materiaal te breken. Dit komt omdat de nanovoids een pad bieden waar scheuren zich kunnen voortplanten, waardoor de hoeveelheid energie die nodig is om het materiaal te breken, wordt verminderd.

Toepassingen van Nanovoids

De onderzoekers zeggen dat hun bevindingen een aanzienlijke impact kunnen hebben op de ontwikkeling van nieuwe materialen voor een breed scala aan toepassingen, zoals:

* Lucht- en ruimtevaart: Nanovoids kunnen worden gebruikt om lichtere en sterkere vliegtuigonderdelen te maken, wat het brandstofverbruik en de uitstoot zou verminderen.

* Automobiel: Nanovoids kunnen worden gebruikt om lichtere en efficiëntere auto-onderdelen te maken, wat het brandstofverbruik en de prestaties zou verbeteren.

* Medische hulpmiddelen: Nanovoids kunnen worden gebruikt om sterkere en duurzamere medische hulpmiddelen te maken, wat de patiëntresultaten zou verbeteren.

De onderzoekers werken momenteel aan de ontwikkeling van nieuwe methoden voor het creëren van nanovoids in materialen. Zij geloven dat hun onderzoek zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe materialen met verbeterde prestaties voor een breed scala aan toepassingen.