Suppressed Size Effect in Nanopillars with Hierarchical Microstructures Enabled by Nanoscale Additive Manufacturing

纳米柱 材料科学 微观结构 纳米尺度 纳米技术 纳米结构 冶金
作者
Wenxin Zhang,Zhi Li,Ruoqi Dang,Thomas Tran,Rebecca A. Gallivan,Huajian Gao,Julia R. Greer
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:23 (17): 8162-8170 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c02309
摘要

Studies on mechanical size effects in nanosized metals unanimously highlight both intrinsic microstructures and extrinsic dimensions for understanding size-dependent properties, commonly focusing on strengths of uniform microstructures, e.g., single-crystalline/nanocrystalline and nanoporous, as a function of pillar diameters, D. We developed a hydrogel infusion-based additive manufacturing (AM) technique using two-photon lithography to produce metals in prescribed 3D-shapes with ∼100 nm feature resolution. We demonstrate hierarchical microstructures of as-AM-fabricated Ni nanopillars (D ∼ 130-330 nm) to be nanoporous and nanocrystalline, with d ∼ 30-50 nm nanograins subtending each ligament in bamboo-like arrangements and pores with critical dimensions comparable to d. In situ nanocompression experiments unveil their yield strengths, σ, to be ∼1-3 GPa, above single-crystalline/nanocrystalline counterparts in the D range, a weak size dependence, σ ∝ D-0.2, and localized-to-homogenized transition in deformation modes mediated by nanoporosity, uncovered by molecular dynamics simulations. This work highlights hierarchical microstructures on mechanical response in nanosized metals and suggests small-scale engineering opportunities through AM-enabled microstructures.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
季不住完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
李健应助17381362015采纳,获得10
3秒前
芝儿完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
NexusExplorer应助万事顺遂采纳,获得10
4秒前
yeyuan1017发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
新的旅程完成签到,获得积分10
6秒前
晒太阳的乌龟完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
8秒前
8秒前
糊涂的芷天完成签到,获得积分20
9秒前
充电宝应助蜕变采纳,获得20
10秒前
10秒前
糊涂的保温杯完成签到,获得积分10
10秒前
13秒前
13秒前
何召凯发布了新的文献求助10
13秒前
lu完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
胡萝卜完成签到,获得积分10
16秒前
温柔的沉鱼完成签到,获得积分10
17秒前
甜美早晨完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
万事顺遂发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
20秒前
加菲丰丰完成签到,获得积分0
20秒前
忽晚完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
小甘看世界完成签到,获得积分0
24秒前
25秒前
25秒前
害羞的败完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3965897
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3511264
关于积分的说明 11157003
捐赠科研通 3245841
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793159
邀请新用户注册赠送积分活动 874230
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804278