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2020-05-09
??據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，雖然此前研究人員已開(kāi)發(fā)出“變形 ” 結(jié)構(gòu)材料，但它們通常會(huì)加入電磁閥、泵或電機(jī)，增加了重量和復(fù)雜性。然而現(xiàn)在，科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出了一種碳纖維復(fù)合材料，只需簡(jiǎn)單地通電就能改變形狀。
這種三層固態(tài)材料由瑞典皇家理工學(xué)院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造，由兩片摻雜鋰離子的碳纖維組成的三層固態(tài)材料，中間夾著一塊固體電解質(zhì)的薄片。
后者更確切的說(shuō)是 "結(jié)構(gòu)電池電解液"，當(dāng)?shù)蛪褐绷麟娏魍ㄟ^(guò)它時(shí)，離子會(huì)從碳纖維的一層碳纖維遷移到另一層（通過(guò)電解液）。這使得碳纖維的放電層收縮，同時(shí)使充電層膨脹。因此，整塊材料會(huì)向一側(cè)彎曲。即使電流被移除后，復(fù)合材料仍然保持這種形狀。但是，如果在隨后的電荷中，電流被反轉(zhuǎn)，鋰離子就會(huì)向相反的方向遷移。根據(jù)電壓的不同，這將導(dǎo)致復(fù)合材料向后彎曲，要么恢復(fù)到中性的平面形狀，要么向另一側(cè)彎曲。
這種材料很輕，但也被認(rèn)為比鋁更硬。一旦進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，它可能會(huì)被應(yīng)用于不需要副翼的變形飛機(jī)機(jī)翼，或者是改變形狀以在不同風(fēng)速下實(shí)現(xiàn)最大效率的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。
“我們已經(jīng)在結(jié)構(gòu)電池方面進(jìn)行了一段時(shí)間的研究，比如碳纖維復(fù)合材料也能像鋰離子電池一樣儲(chǔ)存能量，”該研究論文的共同作者Dan Zenkert教授說(shuō)?！艾F(xiàn)在，我們進(jìn)一步發(fā)展了這項(xiàng)工作。我們期望它能導(dǎo)致僅通過(guò)電控制改變形狀的材料，也是輕質(zhì)和剛性的材料，從而產(chǎn)生全新的概念?！?/span>
這篇論文最近發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。
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