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，最近几天，中国科学技术大学于树红院士成功研制出一种具有高压缩性和高拉伸性的超弹性全碳多孔材料，研究人员称之为碳弹簧。
其独特的微结构和性能使其成为制造智能振动和磁传感器件的理想材料，获得的传感器件甚至可以在极端温度环境下发挥有效作用IT之家了解到，研究成果发表在《先进材料》杂志上
此前，该团队的研究人员受到人类拱宏观弹性拱结构的启发，借助他们开发的双向冰模板技术，成功构建了由有序堆叠的微拱结构单元组成的全碳多孔材料，实现了高压缩性和超弹性。
据报道，最近，他们又一次从弓的弹性变形机制中获得了灵感通过深入研究表明，这种独特的长程有序层状微拱结构的引入，不仅可以解决多孔碳材料的压缩脆性问题，还可以有效解决拉伸脆性问题基于此，研究人员成功研制出这种碳弹簧，可以在—60%到80%的大应变范围内实现可逆的拉伸和压缩变形，并且可以完全回弹，类似于真正的金属弹簧，这与之前报道的几乎所有多孔碳材料都有所区别此外，结合原位扫描电镜观察和有限元模拟，确定了弹性变形机理
图1碳弹簧制备工艺及其微观组织和力学性能示意图
鉴于碳弹簧独特的变形机制，力学性能和良好的导电性，研究人员成功开发了一种能够检测微振动的应变传感装置应变检测限至少为0.5%，最高可检测振动频率至少为1000 Hz，能灵敏响应多种复杂振动模式，包括模拟地震波振动此外，研究人员提前将Fe3O4纳米粒子组装到材料框架中，从而获得了可以被磁场驱动的磁性碳弹簧磁性碳弹簧也可以作为关键部件，然后制造出一种新型磁传感装置研究结果表明，磁传感器可以灵敏地探测到小到0.4 mT的微小磁场这两种传感器都可以在—100至350的极端温度环境下稳定工作，这使得将它们应用于外层空间探索任务成为可能
图2碳弹簧在智能振动和磁传感装置中的应用
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