有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《多功能材料》(MultifunctionalMaterials)期刊上 。该材料已被合并到臂章中 。从结构力学上考虑,材料本身要相当坚硬 。包括相变物质以防止佩戴者与伪装材料一起发热 。实际上,除了机械性能,碳纤维也已被实验证明其作为电极材料的潜力 。
科学家研发的全新热伪装材料如何被调整以适应环境温度?
虽然我们已经看到了可以使人或物体从热探测器中“隐身”的材料,但它们通常仅在一个环境温度下才有效 。然而,实验性新材料可以根据用户进行调整,以在广泛的范围内工作 。热检测传感器,诸如那些在夜视镜发现,通过注意物体表面和其周围环境之间的温差来工作 。因此,如果两者温度相同,则物体仍不会被检测到 。尽管先前开发的迷彩材料已经成功地保持了预定的温度,但它们的适应性并不是非常强 。
那就是新技术出现的地方 。这是一种由加州大学圣迭戈分校的科学家开发的柔性材料,它由蜡状相变物质以及夹在弹性体片之间的热电合金组成 。它由集成电池供电,并由佩戴者通过无线电路板控制 。响应施加的电流,该合金能够在不到一分钟的时间内在10oC到38oC(50oF到100.5oF)范围内改变温度 。该温度变化必须由用户根据当前观察到的环境温度手动启动 。
包括相变物质以防止佩戴者与伪装材料一起发热 。它是通过熔化和吸收高于或等于30oC(86oF)的温度(人体皮肤的表面温度)来吸收热量的 。在低于30oC的温度下,它固化,起到绝缘作用 。该材料已被合并到臂章中 。最终,研究人员希望创建一个完整的夹克,尽管在此之前必须对技术进行完善-目前,例如夹克的重量约为2千克(4.5磅),厚约5毫米,只能工作一个小时 。
汽车想要“大减重”,是否可以从多功能碳纤维材料上下手?
瑞典查尔姆斯理工大学的科学家们,提出了一项有关多功能碳纤维材料的新理论 。该校研究团队一直在探索各种可能性,比如为它加入必要的电化学特性,为减轻整车重量给出更新颖的设计理念 。实际上,除了机械性能,碳纤维也已被实验证明其作为电极材料的潜力 。从结构力学上考虑,材料本身要相当坚硬 。而具有良好电化学性能的碳纤维,其硬度要低得多 。
具有较大刚度的碳纤维,拥有较大的高度取向性晶体 。而较硬的碳纤维,拥有较小且取向不良的晶体 。为了兼容这个看似形同水火的矛盾,科学家们想出了各种各样的方法 。研究人员表示,这种新知识,为追求结构硬度和电化学特性的“最佳平衡点”奠定了基础 。我们现已知晓如何在确保刚度足够的同时,让多功能碳纤维拥有更高的储能特性 。
对汽车等诸多应用而言,刚度的轻微降低并不是问题 。当前市面上最昂贵的碳纤维复合材料,其刚度仅适合飞行器使用 。在这之外,制造商也想要进一步扩大其市场覆盖面 。在车辆设计和燃油效率方面,重量是一个很重要的因素 。科学家们已经在想象,若这种新材料能够成为能源系统的一部分,将如何极大地颠覆现状 。现其已于汽车和航空工业合作,以探索结构体电池的这些可能性 。
【这个期刊怎么样,功能材料期刊怎么样】作为新研究的一作,该校材料与计算力学教授 Leif Asp 表示:车身不仅仅是一个承重原件,还应该能够充当电池,或将碳纤维用于其它目的 —— 比如动能、传感器、或能量和数据的收集体 。若将所有这些功能纳入汽车或飞机机身的一部分,有望实现高达 50% 的减重 。有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《多功能材料》(Multifunctional Materials)期刊上 。
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