Ученые из Китайской академии Юйшу Хун разработали бионический сверхэластичный углеродный материал «углеродная пружина» он может работать в температурном диапазоне от -100 до 350 ° C.
Уникальная микроструктура и характеристики материала делают его идеальным для изготовления интеллектуальных устройств и магнитных датчиков. Полученные сенсорные устройства могут эффективно работать даже в экстремальных температурных условиях Об этом сообщил ресурс Advanced Materials.
При создании материала ученые использовали свои ранние исследования макроэластичной структуры дуги и технологию двустороннего ледового шаблона. В итоге удалось создать материал с высокой эластичностью и сжимаемостью. Основываясь на этом, исследователи успешно разработали эту «углеродную пружину», которая может достигать обратимых деформаций растяжения и сжатия в большом диапазоне деформации от -60% до 80% и может полностью отскакивать, как настоящие металлические пружины. Это свойство упругости отличает от других всех ранее описанных пористых углеродных материалов.
Кроме того, исследователи подтвердили его механизм упругой деформации, объединив наблюдения с помощью растровой электронной микроскопии и моделирование методом конечных элементов. Ввиду уникального механизма деформации и механических свойств углеродной пружины, а также хорошей электропроводности, исследователи взяли ее как ключевой компонент и успешно разработали датчик деформации, который может обнаруживать небольшие вибрации. Предел обнаружения деформации составляет не менее ± 0,5%. Наибольшая частота вибрации составляет не менее 1000 Гц, при этом материал может чувствительно реагировать на множество сложных режимов вибрации, включая моделируемые колебания сейсмических волн.
Магнитная углеродная пружина также может использоваться в качестве ключевого компонента для производства нового типа магнитного сенсорного устройства. Результаты исследований показывают, что магнитный датчик может обнаруживать крошечные магнитные поля.
