科学家发明可储存和释放大量能量新材料

【新唐人北京时间2022年02月09日讯】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。

主要研究者之一麻萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)高分子科学与工程教授阿尔弗雷德·克罗斯比(Alfred Crosby)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日发表于美国国家科学院院刊(PNAS)。

(转自大纪元/责任编辑:叶萍)

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