超材料突破,新扭轉結構可儲存 160 倍能量

作者 | 發布日期 2025 年 04 月 07 日 16:33 | 分類 尖端科技 , 材料 , 機器人 line share Linkedin share follow us in feedly line share
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超材料突破,新扭轉結構可儲存 160 倍能量

設備有效儲存、釋放能量的能力是人類進步關鍵,而最近德國卡爾斯魯爾理工學院(KIT)團隊開發一類具高彈性能量密度的機械超材料,比以往任何材料都更有效存儲、釋放彈性能,正將儲能技術推向新巔峰。

許多技術都需要存儲機械能,比如用於吸收能量的彈簧、用於機械能存儲的緩衝器、機器人中的柔性結構等,動能(即運動能或相應機械功)被轉化為彈性能,於需要時再次完全釋放,該過程其中一個關鍵因素稱為焓(Enthalpy),指材料可以存儲和回收多少能量。

現在,卡爾斯魯爾理工學院(KIT)團隊巧妙地將超材料結構從棒狀排列成螺旋狀,避免結構破壞或永久變形,成功克服傳統設計限制,實現比現有材料高 2~160 倍的焓。

扭曲桿比傳統彎曲彈簧能承受更均勻應力,提升儲能效率,研究人員表示,新型超材料具有優異剛度與高彈性能儲存能力,未來有機會在減震、機器人、節能機械等領域嶄露有效能量儲存、出色機械性能等潛力。

新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:卡爾斯魯爾理工學院

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