記者從中國科學技術大學獲悉，該校俞書宏院士團隊成功研制出一種兼具高度可壓縮性和可拉伸性的超彈性全碳多孔資料，研討人員稱其為“碳繃簧”。其共同的微觀結構和功能使其成為制作智能振動和磁性傳感器材的理想資料，所獲得的傳感器材甚至能夠在極點溫度環(huán)境下有效地發(fā)揮作用。該研討成果日前宣布在《先進資料》上。
多孔碳資料因其廣泛的應用，一直是資料科學范疇的研討熱門。機械柔韌性是決定其實踐應用過程中結構穩(wěn)定性和耐久性的關鍵因素。然而，由于三維多孔的碳網絡之間銜接十分軟弱，怎么研制出具有可逆拉伸功能的多孔碳資料仍然是一個大的應戰(zhàn)。
此前，研討人員受人類“足弓”的微觀彈性拱形結構啟發(fā)，借助開展的雙向冰模板技術，成功構筑了由微拱結構單元有序堆疊構成的全碳多孔資料，完成了高度可壓縮性和超彈性。 經過深入研討標明，引進的這種共同的長程有序層狀微拱結構，不僅能夠處理多孔碳資料的壓縮脆性問題，一起還能夠有效處理其拉伸脆性問題?；诖?，研討人員成功研制出這種“碳繃簧”，該“碳繃簧”能夠在-60%至80%的大應變范圍內完成可逆的拉伸和壓縮形變，并能徹底回彈，類似于真實的金屬繃簧，這種彈性特性使其與簡直所有從前報道的多孔碳資料區(qū)分開來。此外，研討人員經過結合原位掃描電鏡觀察和有限元模仿，證實了其彈性變形機制。
該磁性“碳繃簧”也可被用作關鍵部件，進而制作成了一種新型的磁性傳感器材。研討結果標明，該磁性傳感器可靈敏地探測到小至0.4mT的微小磁場。令人印象深入的是，這兩種傳感器材均能夠在-100℃到350℃的極點溫度環(huán)境中穩(wěn)定地發(fā)揮作用，這種共同優(yōu)勢使其應用到外太空探測使命中成為可能。
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多孔碳資料因其廣泛的應用，一直是資料科學范疇的研討熱門。機械柔韌性是決定其實踐應用過程中結構穩(wěn)定性和耐久性的關鍵因素。然而，由于三維多孔的碳網絡之間銜接十分軟弱，怎么研制出具有可逆拉伸功能的多孔碳資料仍然是一個大的應戰(zhàn)。
此前，研討人員受人類“足弓”的微觀彈性拱形結構啟發(fā)，借助開展的雙向冰模板技術，成功構筑了由微拱結構單元有序堆疊構成的全碳多孔資料，完成了高度可壓縮性和超彈性。 經過深入研討標明，引進的這種共同的長程有序層狀微拱結構，不僅能夠處理多孔碳資料的壓縮脆性問題，一起還能夠有效處理其拉伸脆性問題?；诖?，研討人員成功研制出這種“碳繃簧”，該“碳繃簧”能夠在-60%至80%的大應變范圍內完成可逆的拉伸和壓縮形變，并能徹底回彈，類似于真實的金屬繃簧，這種彈性特性使其與簡直所有從前報道的多孔碳資料區(qū)分開來。此外，研討人員經過結合原位掃描電鏡觀察和有限元模仿，證實了其彈性變形機制。
該磁性“碳繃簧”也可被用作關鍵部件，進而制作成了一種新型的磁性傳感器材。研討結果標明，該磁性傳感器可靈敏地探測到小至0.4mT的微小磁場。令人印象深入的是，這兩種傳感器材均能夠在-100℃到350℃的極點溫度環(huán)境中穩(wěn)定地發(fā)揮作用，這種共同優(yōu)勢使其應用到外太空探測使命中成為可能。
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來源：科技日報
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