奈米科學：研究人員發現奈米線具有異常明顯的，彈性，特性

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奈米科學：研究人員發現奈米線具有異常明顯的，彈性，特性！

來自北卡羅來納州立大學和布朗大學的研究人員發現，由普通半導體材料製成的奈米級導線（奈米線）具有明顯的非彈性 - 這意味著導線在彎曲時會慢慢恢復到原來的形狀而不是快速回彈，所有材料都具有一定程度的彈性，但在宏觀尺度上通常可以忽略不計，”北卡羅來納州機械和航空航天工程副教授，以及描述這項工作的論文的通訊作者朱勇說。“因為奈米線非常小，所以非彈性很明顯且容易觀察到 - 儘管當我們第一次發現奈米線的非彈性時，這是一個驚喜。” 當朱和他的學生研究奈米線的屈曲行為時，發現了彈性。

無彈性是奈米線的基本機械特性，如果我們想將奈米線結合到電子裝置或其他裝置中，我們需要了解這些機械行為，”NC State的材料科學與工程教授Elizabeth Dickey說道。該論文的作者。奈米線有望用於各種應用，包括柔性，可拉伸和可穿戴的電子裝置，研究人員研究了氧化鋅和矽奈米線，並發現 - 當彎曲時 - 奈米線會瞬間返回到原始形狀的80％以上，但緩慢地返回剩餘部分（高達20％）。

在直徑約為50奈米的奈米線中，它們可能需要20或30分鐘來恢復原始形狀的最後20％，”博士生光明說。朱的實驗室學生和論文的第一作者，這項工作是使用朱氏集團開發的工具完成的，該工具使團隊能夠在掃描電子顯微鏡下對奈米線進行實驗。使用NC State的分析儀器設施中的Titan畸變校正掃描透射電子顯微鏡進行了額外的分析。

當任何材料彎曲時，原子之間的鍵被拉伸或壓縮以適應彎曲，但是在奈米級材料中，原子還有時間從壓縮區域移動或擴散到材料中的拉伸區域。如果您將彎曲的奈米線視為拱形，則原子會從拱形內部移動到外部。當彎曲的金屬絲中的張力被釋放時，簡單地移動得更近或更遠的原子立即彈回；這就是我們所說的彈性。但是，移出位置的原子需要時間才能返回原址。這種時滯是一種非彈性的特徵。

這種現象在奈米線中很明顯。例如，氧化鋅奈米線表現出的非彈性行為比散裝材料中觀察到的最大彈性大四個數量級，恢復時間尺度為幾分鐘，”華建說。高，布朗大學教授和該論文的共同作者。高氏集團的詳細建模表明，奈米線中明顯的非彈性是因為原子穿過奈米級材料比透過大塊材料更容易。並且原子不必走得那麼遠。此外，奈米線可以比較粗的線彎曲得更遠，而不會永久變形或斷裂。

審稿人評論說這是奈米結構力學書中的一個新的重要頁面，聽起來非常討人喜歡，”朱說。該團隊計劃探索這種明顯的非彈性是否在奈米級材料和結構中是常見的。他們還想評估這種特性如何影響其他效能，如導電性和熱傳輸。