记者从中国科学技术大学获悉，该校俞书宏院士团队成功研制出一种兼具高度可压缩性和可拉伸性的超弹性全碳多孔资料，研讨人员称其为“碳绷簧”。其共同的微观结构和功能使其成为制作智能振动和磁性传感器材的理想资料，所获得的传感器材甚至能够在极点温度环境下有效地发挥作用。该研讨成果日前宣布在《先进资料》上。
多孔碳资料因其广泛的应用，一直是资料科学范畴的研讨热门。机械柔韧性是决定其实践应用过程中结构稳定性和耐久性的关键因素。然而，由于三维多孔的碳网络之间衔接十分软弱，怎么研制出具有可逆拉伸功能的多孔碳资料仍然是一个大的应战。
此前，研讨人员受人类“足弓”的微观弹性拱形结构启发，借助开展的双向冰模板技术，成功构筑了由微拱结构单元有序堆叠构成的全碳多孔资料，完成了高度可压缩性和超弹性。 经过深入研讨标明，引进的这种共同的长程有序层状微拱结构，不仅能够处理多孔碳资料的压缩脆性问题，一起还能够有效处理其拉伸脆性问题。基于此，研讨人员成功研制出这种“碳绷簧”，该“碳绷簧”能够在-60%至80%的大应变范围内完成可逆的拉伸和压缩形变，并能彻底回弹，类似于真实的金属绷簧，这种弹性特性使其与简直所有从前报道的多孔碳资料区分开来。此外，研讨人员经过结合原位扫描电镜观察和有限元模仿，证实了其弹性变形机制。
该磁性“碳绷簧”也可被用作关键部件，进而制作成了一种新型的磁性传感器材。研讨结果标明，该磁性传感器可灵敏地探测到小至0.4mT的微小磁场。令人印象深入的是，这两种传感器材均能够在-100℃到350℃的极点温度环境中稳定地发挥作用，这种共同优势使其应用到外太空探测使命中成为可能。
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多孔碳资料因其广泛的应用，一直是资料科学范畴的研讨热门。机械柔韧性是决定其实践应用过程中结构稳定性和耐久性的关键因素。然而，由于三维多孔的碳网络之间衔接十分软弱，怎么研制出具有可逆拉伸功能的多孔碳资料仍然是一个大的应战。
此前，研讨人员受人类“足弓”的微观弹性拱形结构启发，借助开展的双向冰模板技术，成功构筑了由微拱结构单元有序堆叠构成的全碳多孔资料，完成了高度可压缩性和超弹性。 经过深入研讨标明，引进的这种共同的长程有序层状微拱结构，不仅能够处理多孔碳资料的压缩脆性问题，一起还能够有效处理其拉伸脆性问题。基于此，研讨人员成功研制出这种“碳绷簧”，该“碳绷簧”能够在-60%至80%的大应变范围内完成可逆的拉伸和压缩形变，并能彻底回弹，类似于真实的金属绷簧，这种弹性特性使其与简直所有从前报道的多孔碳资料区分开来。此外，研讨人员经过结合原位扫描电镜观察和有限元模仿，证实了其弹性变形机制。
该磁性“碳绷簧”也可被用作关键部件，进而制作成了一种新型的磁性传感器材。研讨结果标明，该磁性传感器可灵敏地探测到小至0.4mT的微小磁场。令人印象深入的是，这两种传感器材均能够在-100℃到350℃的极点温度环境中稳定地发挥作用，这种共同优势使其应用到外太空探测使命中成为可能。
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来源：科技日报
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