Эластичность материалов на наномасштабе зависит от размеров, выяснили ученые

Исследователи из США впервые экспериментально подтвердили, что эластичность материалов на наномасштабе не является постоянной, а зависит от размеров. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Фото: Jian Zhou
Фото: Jian Zhou

Команда исследовала тончайшие пленки оксида алюминия — толщиной всего 28 нанометров, что в десятки тысяч раз тоньше человеческого волоса. Эти пленки, нанесенные на кремниевые подложки, содержали рябь — статические волны, возникающие от тепловой энергии даже при комнатной температуре. С помощью лазеров ученые измерили, как эта рябь влияет на механические свойства материала, и впервые получили точные количественные данные, подтверждающие ранее предложенные теоретические модели.

«Это первый случай, когда мы можем точно охарактеризовать эффект ряби в тонкопленочных материалах», — отметила команда Чжоу.

Понимание того, как рябь меняет поведение наноструктур, может сыграть ключевую роль в создании микроскопических устройств с настраиваемой формой и функцией. В шутку исследователи даже создали «наноцветы» — изогнув материал в миниатюрные формы, демонстрируя возможности управления геометрией на атомарном уровне.

«Мы можем проектировать структуры, которые меняют форму в ответ на внешние воздействия — как трансформеры», — объяснил Чжоу. — «Это открывает путь к созданию интеллектуальных микросистем, способных адаптироваться в реальном времени».