新塑材可用于集能和“人造肌肉”
- 發(fā)布時間:2015-04-03 00:31:10 來源:科技日報 責(zé)任編輯:羅伯特
科技日報北京4月2日電 (記者華凌)一種用于過濾器和油管的特種塑料在被拉或擠壓時能產(chǎn)生電能。日前美國得克薩斯大學(xué)達拉斯分校和弗吉尼亞理工學(xué)院的研究人員正在讓這種特種塑料產(chǎn)生更多電能,使其更廣泛地用于綠色能源與“人造肌肉”等方面。有關(guān)研究進展將在美國化學(xué)學(xué)會第249屆全美會議暨博覽會上公布。
這種特種塑料名為聚偏二氟乙烯(PVDF)。它和其他具有相似特征的材料已在現(xiàn)代技術(shù)中發(fā)揮作用,例如,在觸摸屏設(shè)備形成壓力傳感器等。得克薩斯大學(xué)達拉斯分校的沃爾特·沃特博士說:“過去的幾年里,我們對PVDF材料做了大量研究工作。如在有關(guān)精確的條件下可以對它壓電,這意味著拉抻它即會產(chǎn)生電;或者在材料的表面通電,可使其改變形狀?!?/p>
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道,研究人員意識到PVDF的潛在壓電性如能得到顯著提高,其應(yīng)用潛力將遠遠超過以往。他們據(jù)此思路開發(fā)了更軟且可收集能量的PVDF聚合物,作為能源收集材料和系統(tǒng)中心的一部分。
為研制更軟的PVDF聚合物,他們將“巴基球”這種有機納米結(jié)構(gòu)與單壁碳納米管進行結(jié)合,增強了PVDF材料的雙壓電性能。該材料的應(yīng)用之一是,可將其紗線結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成人造肌肉,當(dāng)電流和溫度改變時,可作出收縮或放松的反應(yīng)。為了讓它更有力量,他們采用約十股人類頭發(fā)寬度的尼龍纖維,纏繞成一個長卷。實驗顯示,這一結(jié)構(gòu)可以收縮近50%,在加熱時可負重約16磅。
沃特博士說:“該材料的另一個潛在應(yīng)用是作為一種捕獲綠色能源的材料。例如利用飛機乘客坐下、站起和調(diào)整座位時產(chǎn)生的能量,來啟動機艙器件的部分功能,如打開機艙和頭頂上的燈?!边@將使航空公司免于在飛機上安裝過多的電纜,亦可明顯減輕飛機載荷并節(jié)省燃料。
沃特博士還表示,他們正在尋找更多方法,將這種材料用于更大的收集能量設(shè)備,并制造出真正的人造肌肉。
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