形状记忆合金的形状恢复能力在临界尺寸(~50 nm)会发生消失,这极大限制了它们在纳米级的实际应用。相比之下,铁磁性材料,即使缩小到几纳米的尺寸,也会通过畴切换表现出致动应变,尽管产生的应变很小(约1%)。鉴于此,来自苏黎世联邦理工学院的Salvador Pané等人开发了纳米级氧化铁的独立扭曲结构。
文章要点:
1) 该研究开发的铁磁纳米复合材料显示出卓越的形状记忆效应,具有巨大的可恢复应变(>8%),这主要是由于扭曲的几何设计放大了铁电畴切换过程中产生的应变,而在块状陶瓷或衬底结合薄膜中无法实现;
2) 这一扭曲的铁磁性纳米复合材料使得研究能够克服传统形状记忆合金的尺寸限制,并为小型驱动装置(如纳米机器人和人工肌肉纤维等)的大冲程形状记忆材料工程开辟了新的途径。
参考资料:
Kim, D., Kim, M., Reidt, S. et al. Shape-memory effect in twisted ferroic nanocomposites. Nat Commun 14, 750 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-36274-w
https://doi.org/10.1038/s41467-023-36274-w