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      瑞典科研人員開發(fā)出“變形”碳纖維復(fù)合材料

      據(jù)外媒New Atlas報道,雖然此前研究人員已開發(fā)出“變形 ” 結(jié)構(gòu)材料,但它們通常會加入電磁閥、泵或電機,增加了重量和復(fù)雜性。然而現(xiàn)在,科學(xué)家們開發(fā)出了一種碳纖維復(fù)合材料,只需簡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)院的一個團隊創(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。

      后者更確切的說是 "結(jié)構(gòu)電池電解液",當(dāng)?shù)蛪褐绷麟娏魍ㄟ^它時,離子會從碳纖維的一層碳纖維遷移到另一層(通過電解液)。這使得碳纖維的放電層收縮,同時使充電層膨脹。因此,整塊材料會向一側(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。一旦進一步開發(fā),它可能會被應(yīng)用于不需要副翼的變形飛機機翼,或者是改變形狀以在不同風(fēng)速下實現(xiàn)最大效率的風(fēng)力渦輪機葉片。

      “我們已經(jīng)在結(jié)構(gòu)電池方面進行了一段時間的研究,比如碳纖維復(fù)合材料也能像鋰離子電池一樣儲存能量,”該研究論文的共同作者Dan Zenkert教授說。“現(xiàn)在,我們進一步發(fā)展了這項工作。我們期望它能導(dǎo)致僅通過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。”

      這篇論文最近發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。

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