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华中科技大学等研发可用于传感器的木炭海绵

导读: 在对海绵进行了进一步的机械和电气测试后,研究人员将其用于手指应变传感器原型中。这种材料也可以用于水净化装置、能量储存和通话技术中,例如超级电容器和充电电池。

轻木软硬适中,可以制作模型飞机和全尺寸的风力涡轮机叶片等。近日,一个中美联合研究团队通过将其自然结构与化学和物理性能相结合,将轻木转化为一种能够承受反复压缩和其他极端机械条件的“木炭海绵”,为轻木的应用开辟了新领域。相关研究成果日前发表《化学》上。

华中科技大学的研究团队与美国马里兰大学合作者,通过使用常见的化学物质破坏了坚硬的半纤维素和木质素纤维,从而获得了可弯曲的海绵结构,并维持了轻木的正常细胞壁结构,然后将其加热到1000℃,从而把有机物质变成碳。

研究人员指出,普通碳化木材,仅经历了加热步骤而不经过任何化学改性,非常脆弱,适当的外力就能将其粉碎,而木炭海绵在变形前,经受了高达1万次的连续“锤炼”,其性能十分优良。

实验结果表明,坚硬且不可压缩的轻木可以经过化学处理和碳化过程,产生具有机械压缩性、抗疲劳性、电响应灵敏度超过大多数可压缩碳质材料的木炭海绵。由于这种海绵完全由天然木材制成,采用的是简单且成本低廉的方法,因此,具有可再生性和可持续性。

在对海绵进行了进一步的机械和电气测试后,研究人员将其用于手指应变传感器原型中。这种材料也可以用于水净化装置、能量储存和通话技术中,例如超级电容器和充电电池。

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