了解橡胶材料的动力学行为

通常用作减震器的类橡胶材料具有一种独特的特性，即动态粘弹性，使其能够将机械能从振动转化为热，同时表现出类似弹簧和流动的行为根据动态粘度的要求，通过将材料与特定分子结构的成分混合，可以定制材料

然而，材料的本质力学性能背后的深层机理仍然不清楚今年4月，人们开始关注能够同时测量材料力学性能和观察材料化学结构动力学的综合考虑系统尽管X射线计算机断层扫描（CT）最近被认为是对材料内部结构进行无损检测的一种有前景的选择，但它不适合在动态条件下进行观察

在这种背景下，由日本Waseda大学工程学院创意科学与工程学院副教授（终身教职）Masami Matsubara领导的一批研究人员，现在已经开发出一种可以同时进行动态力学分析和动态X射线CT成像的创新系统他们的研究结果将于1923年10月上线，并将于2023年12月15日发表在《机械系统与信号处理》杂志第205卷上

“通过将X射线CT成像与大型同步辐射装置——斯普林8（BL20XU）和动力学条件下的机械分析相结合，我们可以清楚地了解材料的内部结构、动态行为和阻尼特性之间的关系，”Dr解释道松原该移动系统的核心是动态X射线CT和由团队开发的专门设计的紧凑型振动筛，能够精确调整振动幅度和频率

该团队利用这一创新系统研究了丁腈橡胶（SBR）和天然橡胶（NR）之间的差异，并探索了ZnO颗粒的形状和大小对SBR复合材料动力学行为的影响

这些探测器在这些材料上进行了动态微X射线CT扫描，旋转了U形夹，同时接受了来自振动器的振动所开发的局部应变幅度的直方图是利用从3个Dreconstructedimage中提取的局部应变来研究的这些直方图与材料的损失因子（一种测量材料内部阻尼的方法）结合起来，进行了分析，以了解其动态行为

当比较具有显著差异的损失因子的材料SBR和NR时，发现它们的局部应变幅度直方图之间没有明显的差异然而，在ZnO等复合材料的存在下，直方图显示了应变分布这表明，在这些材料中进行的训练是不统一的，取决于物品的形状和尺寸，这些物品可能会因添加物品而发生变化

“这项技术可以帮助我们在不同的动力学条件下研究橡胶和类似橡胶的材料的微观结构，并可以导致橡胶轮胎或手套的燃油效率的发展，而这些轮胎或手套不会持续恶化。此外，这项技术还可以使动力X射线CT成像与重复变形的器官（如心脏）发生冲突，并为其他器官的发展铺平道路，”Dr说松原强调了这项研究的重要性

总的来说，这项突破性技术有可能提高人们对粘弹性材料化学结构的理解和理解，比如增加或开发具有改进性能的新型材料