柔性陶瓷
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来源：《中国经济和信息化》2013年第22期
高速运转会发热的机器中，柔性陶瓷或许能有一席之地，但是取代传统钢铁依然不现实。
陶瓷也可以变柔软吗？
近日，美国和新加坡科学家们利用纳米化学，联合制造出了一种非常微小的陶瓷，这种被称为柔性陶瓷的新型复合材料不仅弯曲后不会破碎，而且还具有形状记忆，可以被广泛地应用在生物医学和燃料电池等诸多工业领域中。
这种材料的特别之处还在于，在透射式电子显微镜下，它的分子结构是“双层连续立方体结构”，这种结构与100年来的数学假设竟然相吻合，仅凭这一点它就引起了研究人员的特别关注。负责该项研究工作的美国康奈尔大学材料学与工程学副教授乌尔里克·维斯纳说：“
我们如今在聚合体研究中发现了数学家很久以前用理论证明存在的结构。”这种特性或许能让其有更多的用武之地。
与增韧异曲同工
拥有形状记忆意味着这种新型陶瓷材料被弯曲、加热时，它们会回复到原来的形状。负责这项新材料研究的麻省理工学院材料科学和工程学教授克里斯托弗·舒说：“人们一直认为金属和某些聚合物才具有这种属性，从来没有想过陶瓷也会有。”
从原理上来讲，陶瓷的分子结构可以使其具有形状记忆，但陶瓷脆弱易碎是个障碍。最新研究表明，让陶瓷能弯曲并拥有形状记忆的关键在于让其变得很小。
研究人员通过两个关键的方式做到了这一点。首先，他们制造出了肉眼看不见的小陶瓷；接着，再使单个晶粒跨越整个结构，并剔除了晶粒的边界，因为碎裂更有可能发生在这些边界上。最终，他们制造出了微小的陶瓷样本，整个样本的7%可以弯曲变形。研究生阿兰·莱说：“包括普通的陶瓷在内的大多数物品只有1%能弯曲，而我们在最新研究中得到的这些直径仅为1微米的长纤维，其7%到8%能被弯曲而不破碎。”
最新材料兼具金属和陶瓷的优点。金属的强度更低，但非常容易变形；而陶瓷的强度更大，但几乎无法弯曲。新研发的陶瓷则兼具“类似于陶瓷的强度以及金属的柔软性”。在克里斯托弗·舒看来，新陶瓷有望用来制造微米和纳米设备；也可以用作生物医学领域广泛使用的微观激励器，触发微小的植入物释放出药物等。
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