中国科学家研制有望用于外太空探测的“碳弹簧”

仙仙

轻似海绵，弹性伸缩如弹簧，可耐从-100℃到350℃的极端温度……近期中国科学技术大学俞书宏院士团队受人类“足弓”和“弓弩”等结构启发，研制出一种微结构如煎饼果子里的“薄脆”、名为“碳弹簧”的新型碳材料，被认为是制造智能磁性和振动传感器的理想材料，有望用于外太空探测。


碳以多种形式存在于地球，天然碳材料“刚而不柔”，优点是轻、硬、耐高温，缺点是脆。为了让多孔碳“刚柔并济”，俞书宏团队巧妙借鉴人类“足弓”结构。俞书宏介绍，近期他们用双向冰模板技术，构筑出一种由“微拱结构”堆叠成的多孔碳材料。


经检测，这种新材料柔韧性极佳，被拉长至1.2倍或压缩至1/5，仍可回弹复原，还可耐受从-100℃到350℃的温度，实现远超天然碳材料的超强性能。研究人员将其命名为“碳弹簧”，并用它研制出新型磁性和振动传感器，前者可探测到0.4毫特斯拉的微小磁场，后者可检测每秒1000次、振幅0.5%的高频微小振动，包括模拟地震波。


“这两种传感器能在极温下工作，使其应用于外太空探测成为可能。”中科大副研究员高怀岭展望说，比如探测地外星球的磁场强度、地壳运动、地质结构等。


日前，国际知名学术期刊《先进材料》发表了该成果。（记者徐海涛）