科學家發明可儲存和釋放大量能量新材料

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【新唐人北京時間2022年02月09日訊】科學家發明了一種新型儲能材料,不僅可以儲存大量能量,還可以由程序控制來釋放能量。這種材料在機器人、頭盔等保護設備上將有廣泛的用途。

主要研究者之一麻薩諸塞大學阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)高分子科學與工程教授阿爾弗雷德·克羅斯比(Alfred Crosby)說,這種材料就如同橡皮筋一樣,拉伸後放開,它就彈回去。

這種材料是在類似橡膠的材料裡面加入微小的磁鐵,利用物質「相位變化」的特性吸收和釋放能量。

所謂相位變化就是一種材料從一種形式向另一種形式的變化。比如水變成蒸汽、水泥的凝固,這都是物質的相變。這個過程中或者吸收能量,或者釋放能量。

而且,相位變化不一定是物質在液態、固態和氣態之間的變化,即使都是固態,也可以有相位的變化。釋放能量的相位變化可以為一些設備提供能源,但是以前,任何材料能釋放的能量都很有限,不足以作為供能設施。

「為了增大吸收和釋放的能量,必須在分子或原子層面設計一種新型結構,」克羅斯比說,這難度很大,而且釋放能量的過程往往不受控。

克羅斯比說這份研究終於找到辦法,不僅發明了新型的「橡膠-磁鐵」材料,還能夠通過編寫的程序控制它釋放能量。

研究組說,他們借鑒了自然界像捕蠅草這類快速應激的機制。向這種彈力材料內加入磁鐵小顆粒,控制材料的相位變化——讓材料按照需要進行變化:既可以從較強的衝擊中捕獲能量,也能以爆炸式的極快速度釋放大量的能量。

這份研究1月4日發表於美國國家科學院院刊(PNAS)。

(轉自大紀元/責任編輯:葉萍)

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