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新塑材可用于集能和“人造肌肉”

科技日報北京4月2日電 (記者華淩)一種用于過濾器和油管的特種塑料在被拉或擠壓時能産生電能。日前美國得克薩斯大學達拉斯分校和弗吉尼亞理工學院的研究人員正在讓這種特種塑料産生更多電能,使其更廣泛地用于綠色能源與“人造肌肉”等方面。有關研究進展将在美國化學學會第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代技術中發揮作用,例如,在觸摸屏設備形成壓力傳感器等。得克薩斯大學達拉斯分校的沃爾特·沃特博士說:“過去的幾年裡,我們對PVDF材料做了大量研究工作。如在有關精确的條件下可以對它壓電,這意味着拉抻它即會産生電;或者在材料的表面通電,可使其改變形狀。”

據物理學家組織網報道,研究人員意識到PVDF的潛在壓電性如能得到顯著提高,其應用潛力将遠遠超過以往。他們據此思路開發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中心的一部分。

為研制更軟的PVDF聚合物,他們将“巴基球”這種有機納米結構與單壁碳納米管進行結合,增強了PVDF材料的雙壓電性能。該材料的應用之一是,可将其紗線結構轉變成人造肌肉,當電流和溫度改變時,可作出收縮或放松的反應。為了讓它更有力量,他們采用約十股人類頭發寬度的尼龍纖維,纏繞成一個長卷。實驗顯示,這一結構可以收縮近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、站起和調整座位時産生的能量,來啟動機艙器件的部分功能,如打開機艙和頭頂上的燈。”這将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省燃料。

沃特博士還表示,他們正在尋找更多方法,将這種材料用于更大的收集能量設備,并制造出真正的人造肌肉。

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