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美国麻省理工学院创新激光技术,实现快速无损检测超材料
发布:Yami11   时间:2023/12/11 16:20:59   阅读:221
微观超材料样品光学显微图像
传统上,对超材料的测试主要依赖于3D打印,使用快固化的塑料。然而,这些塑料容易变脆、易于开裂,并在弯曲时失去形状。为了克服这些限制,MIT的研究人员与美国初创公司Inkbit合作,发明了一种新的3D打印技术,可以使用慢固化的塑料,如硫化物和环氧树脂。这些塑料具有卓越的弹性和耐久性,更适合组合软硬两种材料。
这一新技术的关键是一种3D激光扫描仪,用于扫描每一层打印出的结构,检测任何不规则,并相应地调整要打印的材料数量。与传统的刮刀平整表面的方法不同,这种技术无需刮刀,避免了对慢固化塑料的损害。

以激光超声技术测试超材料,团队使用调谐到超声频率的短激光脉冲,无需接触即可探测对象,例如金薄膜。由此产生的超声波使物体振动,科学家可以利用这一振动频率确定物体的纳米级厚度,同时还可用于检测缺陷。

该团队通过在芯片上打印数百个微小塔楼,并使用激光脉冲诱导振动,测量其响应,成功测试了他们的设置。通过比较具有缺陷的塔楼和无缺陷塔楼的振动特征,团队还能够扫描塔楼的缺陷。
使用激光安全地扫描超材料的微观塔

动态缺陷识别
MIT的这一激光诱导谐振声谱学技术为超材料领域带来了创新,为超材料的设计、测试和应用提供了新的可能性。通过采用慢固化塑料,该技术能够克服传统塑料的脆弱性和失真问题,从而更好地模拟超材料在实际应用中的行为。这不仅为超材料的科学研究提供了更准确的工具,也为其在现实世界中的广泛应用铺平了道路。激光超声技术的创新应用,特别是在扫描缺陷和调整打印过程中的实时反馈方面,使得这一技术更为高效和可靠。

总体而言,MIT的LIRAS技术代表了科学家们在突破技术瓶颈、拓展材料科学边界方面的努力。这一技术的成功实现为超材料研究和应用领域带来了崭新的可能性,为未来的材料创新和工程设计提供了更为广阔的发展空间。

来源:激光行业观察
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