副教授获得 475,000 美元的 NSF 资助，以推进纳米级增材制造

Masoud Mahjouri-Samani 副教授获得了美国国家科学基金会 （NSF） 为期三年、价值 475,000 美元的资助，用于创新和小型化基于激光的粉末床熔融增材制造。他的研究旨在将这项技术推向微米和纳米尺度，从而创造出具有前所未有的精度和复杂性的功能性器件。

纳米级增材制造的开创性进展

传统的粉末床增材制造通常涉及逐层熔合微尺度颗粒（直径从 20 到 50 微米不等）以创建更大的结构。但是，这些宏体系结构通常缺乏高级应用程序所需的功能。Mahjouri-Samani 的研究旨在大幅缩小这一过程的规模，使用只有几纳米厚的纳米颗粒。通过开发实时生成、涂覆和融合这些纳米颗粒的新型激光工艺，他的团队正在开创可能成为最小的粉末床增材制造工艺，称为纳米颗粒床融合增材纳米制造。

Mahjouri-Samani 的方法允许集成不同的材料，以创建具有可调成分的纳米和微架构，这可能会导致高性能器件的开发。这项研究还深入研究了纳米颗粒组装体的界面相互作用和激光烧结过程。通过探索各种能量和时间尺度上的这些过程，本研究旨在加深对烧结、相演变、混合和合金化机制的理解。此外，该研究将检查 3D 打印纳米复合材料和异质结构的结构和形态演变，阐明它们的过程-结构-性能关系。

解决纳米制造中的基本问题

这项研究有其自身的一系列挑战和不确定性。如何均匀生成纳米颗粒？这些颗粒在制造过程中将如何相互作用？不同的激光能量和时间尺度会对粒子产生什么影响？这些是 Mahjouri-Samani 的团队将在 NSF 资助的支持下解决的一些关键问题。“我们期待利用这些答案来显着推动先进制造领域，”Mahjouri-Samani 表示。

对多个行业的影响

这项研究的潜在应用非常广泛，涵盖电子、能源、医疗保健、生物医学和航空航天行业。Mahjouri-Samani 设想，他的研究成果将有助于创建功能性 3D 微架构和应用程序，从而通过技术进步对美国经济产生重大影响。此外，该项目还将在教育和培训下一代科学工作者方面发挥关键作用，促进各个领域创新解决方案的开发。