中国科大研制仿生超弹性碳材料取得新进展
近日，中国科学技术大学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材料——“碳弹簧”，可以在-100℃到350℃的极端温度环境中稳定地发挥作用。据悉，这种独特优势使其应用到外太空探测任务中成为可能。
该研究成果近日发表在材料领域知名期刊Advanced Materials上。
多孔碳材料因其广泛的应用，一直是材料科学领域的研究热点。机械柔韧性是决定其实际应用过程中结构稳定性和耐久性的关键因素。经过过去几十年的大量研究，如何研制出具有可逆拉伸性能的多孔碳材料仍然是一个大的挑战。
该团队的研究人员受人类“足弓”的宏观弹性拱形结构启发，成功构筑了一种全碳多孔材料。随后研究人员再从“弓”的弹性变形机制获取灵感，成功研制出这种“碳弹簧”，该“碳弹簧”可以在-60%至80%的大应变范围内实现可逆的拉伸和压缩形变，并能完全回弹，类似于真正的金属弹簧。
鉴于该“碳弹簧”的独特变形机制和机械性能，以及良好的导电性，研究人员将其作为关键部件，成功研制了可检测微小振动的应变传感器件，进而制造成了一种新型的磁性传感器件。
研究结果表明，该磁性传感器可灵敏地探测到小至0.4 mT的微小磁场，且可以在-100℃到350℃的极端温度环境中稳定地发挥作用，这种独特优势使其应用到外太空探测任务中成为可能。
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