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科学家发明可储存和释放大量能量新材料

2022-02-07 21:41:18    来源:书生家电网    浏览次数:    字号:TT

  科学家发明了一种新型储能材料,不仅可以储存大量能量,还可以由程序控制来释放能量。这种材料在机器人、头盔等保护设备上将有广泛的用途。

科学家发明可储存和释放大量能量新材料

  主要研究者之一麻萨诸塞大学阿默斯特分校高分子科学与工程教授阿尔弗雷德·克罗斯比说,这种材料就如同橡皮筋一样,拉伸后放开,它就弹回去。

  这种材料是在类似橡胶的材料里面加入微小的磁铁,利用物质“相位变化”的特性吸收和释放能量。

  所谓相位变化就是一种材料从一种形式向另一种形式的变化。比如水变成蒸汽、水泥的凝固,这都是物质的相变。这个过程中或者吸收能量,或者释放能量。

  而且,相位变化不一定是物质在液态、固态和气态之间的变化,即使都是固态,也可以有相位的变化。释放能量的相位变化可以为一些设备提供能源,但是以前,任何材料能释放的能量都很有限,不足以作为供能设施。

  “为了增大吸收和释放的能量,必须在分子或原子层面设计一种新型结构,”克罗斯比说,这难度很大,而且释放能量的过程往往不受控。

  克罗斯比说这份研究终于找到办法,不仅发明了新型的“橡胶-磁铁”材料,还能够通过编写的程序控制它释放能量。

  研究组说,他们借鉴了自然界像捕蝇草这类快速应激的机制。向这种弹力材料内加入磁铁小颗粒,控制材料的相位变化——让材料按照需要进行变化:既可以从较强的冲击中捕获能量,也能以爆炸式的极快速度释放大量的能量。

  这份研究1月4日发布于美国国家科学院院刊。

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