66小说网 > 我的系统能刷数学经验 > 第727章 材料学的实操经验 九

第727章 材料学的实操经验 九


十二小时后。

真空冷冻干燥完成。

徐辰用镊子夹出一块灰白色的、轻得几乎没有重量的“银纳米线气凝胶”。

他把它放进扫描电子显微镜(SEM)。

屏幕上,呈现出一片极其壮观的纳米树海。层层叠叠的银线,构筑出了完美的自相似分形骨架。

“测算豪斯多夫维度。”

【测算完成:当前网络维度  D_f  =  2.45】

“偏高了。”徐辰皱了皱眉。

维度太高,说明冰晶长得太密。“等等,我似乎又陷入盲目试错的死胡同了。”

徐辰突然停下了准备重置实验的手。他猛地意识到,水结成冰,就像天空中飘落的雪花一样,在不同的温度和湿度下,会形成六角星状、树枝状、针状等完全不同的分形形貌。

如果纯靠瞎调参数去碰运气,那自己和那些被陈院士吐槽的“烧炉工”有什么区别?

他可是LV.5的数学皇帝啊!

既然分形制备这条路已经走通,那完全可以把流程反过来!

徐辰立刻调出了市面上几种工艺最成熟的柔性基体材料参数,比如PDMS硅胶和Ecoflex柔性树脂。

“以常用的  PDMS(比例  1:10)为例,它的宏观泊松比在室温下是一个常数:0.49。”

徐辰闭上眼睛,庞大的数学直觉瞬间接管了大脑。他在脑海中将  0.49  的形变率代入弹性力学与分形几何的耦合方程中,开始疯狂地反向积分。

几分钟后,一个精确的数值浮现出来:D_f  =  2.38。

“这就对了!”徐辰猛地睁开眼,目光锐利,“我不需要去盲目尝试。只要我能让冰晶的分形维度精准地长到  2.38,然后把它灌进普通的  PDMS  硅胶里,它就是完美的恒阻材料!”

有了确定的目标维度  2.38,徐辰直接调出了冰晶生长的相场模拟模型。通过数学计算,他迅速锁定了能长出这种特定形态“雪花”的临界热力学参数。

“系统,重置实验!”

“修改液氮冷冻台参数:设定纵向温度梯度  12℃/mm,冷却速率  1.5℃/min。分散液中加入  1.5%  质量分数的叔丁醇,改变冰晶的各向异性生长速率!”

冷冻台再次发力轰鸣。

十二小时后,一块全新的、晶莹剔透的“银纳米线气凝胶”出炉。根据电镜测算,它的分形维度被完美死锁在了  2.38!

徐辰没有任何停顿,立刻调配好  1:10  比例的  PDMS  硅胶,将其均匀地倒在气凝胶上。

“开启阶梯抽真空脱泡,随后六小时梯度升温固化!”

伴随着烘箱“叮”的一声脆响,舱门弹开。一张厚度仅为  0.5  毫米、呈现出半透明银灰色的柔性薄膜,静静地躺在离型膜上。

徐辰深吸了一口气,将它小心翼翼地取下,直接夹在了双轴拉伸测试机的钛合金夹具上,两端接通高精度四探针万用表。

“开启单轴拉伸循环测试。应变范围:0%  到  150%。”

机械臂发出微不可察的电机声,夹具开始缓慢、无情地向两侧拉扯薄膜。

徐辰双手死死撑在操作台上,双眼犹如盯住猎物的鹰隼,紧盯着全息屏幕上的电阻率实时曲线。

拉伸  10%……阻值曲线纹丝不动。

拉伸  30%……在传统柔性导电材料中,这个形变足以让内部导电网络断裂、电阻呈指数级飙升。但屏幕上的红线,平得像是一条死人的心电图!

拉伸  80%!薄膜肉眼可见地变薄、被拉长,但在微观层面,那些被拉远的银纳米线主干,正被分形枝丫的完美搭接精确补偿!

拉伸  120%!

直到拉伸至  150%,也就是  PDMS  基体的力学极限屈服点附近,机械臂才猛地停止!

屏幕上的数据流瞬间定格,系统给出了一份堪称神迹的最终测试报告:

【最大拉伸应变:150%】

【全局最大电阻波动率:1.5%!】

徐辰看着那条象征着数学与物理学完美平衡的水平红线,长长地吐出一口浊气,双拳在操作台上用力一砸。

成了!

历时两个月。

他用一种极其巧妙、且完全具备现实工业量产可行性的方法,复现了那个惊世骇俗的物理机制!

虽然它的拉伸极限只有  150%,远不如系统奖励的那张原版薄膜,电阻波动率、柔韧度和耐疲劳性也稍逊一筹。

但在如今的现实世界里,这已经是足以掀起产业地震的超级黑科技了。

因为哪怕普通的刚性铜导线和精密电阻,在工作时受到环境温度变或接口微小接触不良的影响,其本身的物理底噪波动都会达到  1%  到  2%  左右。因为1.5%说是恒阻完全不不影响信号判断。

有了这个材料,仿生机器人的灵巧手将拥有更精准的触觉,机器人产业估计能迎来大发展。

……

当那条完美的恒阻曲线定格在屏幕上时,徐辰只觉得这两个月来所有的疲惫与抓狂,都在这一刻烟消云散。

他靠在操作台边,大口大口地喘着粗气,胸腔里充满了劫后余生般的畅快。

“总算……总算是啃下来了。”

从最开始的物理机制推导,到后面艰难的工艺路线摸索,再到最后那精确到小数点后三位的参数优化。每一步,都是在向材料学这门充满了玄学和不确定性的学科发起冲锋。

好在,他赢了。

虽然这块用“定向冷冻法”制备出的样品,在综合性能上还比不上系统奖励的那块原版薄膜。

但它最大的优势在于:成本低廉,工艺可控!

银纳米线、PDMS硅胶、定向冷冻设备,这些都是市面上较为成熟的工业原料和设备。只要把参数和工艺流程固化下来,这东西完全具备迅速大规模量产的潜力。

……

兴奋劲儿过去之后,徐辰很快冷静了下来。  他想起了陈祥宝院士那天说的话。  “这东西一旦量产,就是上千亿的蓝海市场。”

上千亿的市场,意味着什么?

意味着只要这项技术一露面,全世界的机器人公司、柔性电子企业、医疗器械巨头,都会像闻到血腥味的鲨鱼一样扑上来。

所以,专利是一定要申请的。

问题是……徐辰发现自己在这方面几乎是一张白纸。

搞数学这么多年,他压根没碰过专利。

数学定理本身不授予专利权,之前搞出来的AI算法和等离子体控制算法也都是无法申请专利的成果。所以徐辰虽然成果众多,但是一次专利都没申请过。

不过他还是有点概念的,专利这玩意儿,门道深得很。  同样一项技术,权利要求写宽一点,能把同行堵得死死的;写窄一点,人家换个参数就能合法绕过去。说明书写少了,审查员说你“公开不充分”;写多了,又等于把独门秘方白送给竞争对手。

这种事,不能自己瞎琢磨。  得找懂行的人。

徐辰拿起手机,翻出了那个两个月前刚加上的陈祥宝院士。

……


  (https://www.66kxs.net/book/4792/4792324/55223371.html)


1秒记住66小说网:www.66kxs.net。手机版阅读网址:m.66kxs.net