作为地球上最坚硬的材料之一，钻石已经成为许多材料科学研究的基准，因为工程师们正试图创造坚硬的新结构，以超越自然界中最好的材料。加州大学欧文分校的一个团队现在已经创造了一种纳米级的碳晶格，其强度密度比高于钻石。

由UCI研究小组开发的新设计被称为纳米晶格。这些多孔结构由碳柱和支架(就像钻石本身)组成，它们排列在一个三维的格子中，具有很好的强度比。

几十年来，这些纳米晶格一直基于以圆柱形排列的桁架设计。UCI的研究人员将他们的突破归因于背离了这一传统，用一系列的板子取代了它们。

这项研究的作者、UCI机械和航空航天工程研究员延斯鲍尔(Jens  Bauer)说，“以前的基于梁的设计，虽然很有趣，但在机械性能方面并不那么有效。我们创造的新型板式纳米晶格比最好的梁式纳米晶格更坚固、更坚硬。”

尽管这种类型的板式纳米晶格结构在理论上被认为比其他设计具有更强的强度，但是制造它们并不容易。UCI团队表示，现在他们已经用一种新颖的方法成功地组装了它们，这证明了这些理论是正确的。

这涉及到复杂的3D打印技术，将激光聚焦在对紫外线敏感的液态树脂液滴中，这将把树脂变成固体聚合物；然后可以加工成薄至160纳米的微孔板，板上的小孔允许从成品中去除多余的树脂；然后在树脂热解前在真空中加热至900(1652)一小时。

根据该小组的实验，获得的碳纳米晶格平均强度为639%，平均刚度比圆柱形梁结构高522%。UCI大学材料科学与工程教授洛伦佐瓦尔德维特(Lorenzo  Valdevit)说：“尽管这些结构的理论性能以前已经被预测过，但我们是第一个验证它们的性能以及通过实验进行预测的，同时展示了一种前所未有的具有机械性能的结构材料。”

研究人员认为，像这样的纳米透镜能够真正发挥作用的领域之一是在航空航天领域，工程师们一直在寻找能够提供巨大强度的低密度材料。

来源：小颗粒大世界

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