新华社合肥9月15日电(记者徐海涛)轻似海绵,弹性弹性如绷簧,可耐从-100℃到350℃的极点温度……提起碳资料,人们往往会想起煤炭、石墨、金刚石,近期我国科学技能大学俞书宏院士团队受人类“足弓”和“弓弩”等结构启示,研发出一种微结构如煎饼果子里的“薄脆”、名为“碳绷簧”的新式碳资料,被认为是制作智能磁性和振荡传感器的抱负资料,有望用于外太空勘探。
碳以多种形式存在于地球,天然碳资料“刚而不柔”,长处是轻、硬、耐高温,缺陷是脆。人工合成的多孔碳资料是世界研讨热门,其中最知名的是石墨烯,多孔碳能导电,但“脆”仍限制其使用。
“人的脚是骨骼、肌腱、肌肉等组成的拱形结构,巩固、轻盈、弹性好,能接受压力、缓冲震动,给咱们启示。”俞书宏介绍,近期他们用双向冰模板技能,构筑出一种由“微拱结构”堆叠成的多孔碳资料。
经检测,这种新资料柔韧性极佳,被拉长至1.2倍或紧缩至五分之一,仍可回弹恢复,还可耐受从-100℃到350℃的温度,完成远超天然碳资料的超强功能。
研讨人员将其命名为“碳绷簧”,并用它研发出新式磁性和振荡传感器,前者可勘探到0.4毫特斯拉的细小磁场,后者可检测每秒1000次、振幅0.5%的高频细小振荡,包含模仿地震波。
“这两种传感器能在极温下作业,使其使用于外太空勘探成为可能。”中科大副研讨员高怀岭展望说,比方勘探地外星球的磁场强度、地壳运动、地质结构等。
风趣的是,经过原位扫描电镜调查,“碳绷簧”内部的“波浪形”层叠结构,很像煎饼果子里的薄脆。为何薄脆很“脆”,“碳绷簧”却很韧?据悉,“碳绷簧”的内部微拱形单元厚度仅约100纳米,跨度却到达约100微米,上千倍的“跨度厚度比”,是其“刚柔并济”的隐秘地点。