可用于传感器的木炭海绵 能够承受反复压缩和极端机械条件

一个中美联合研究团队通过将其自然结构与化学和物理性能相结合，将轻木转化为一种能够承受反复压缩和其他极端机械条件的“木炭海绵”，为轻木的应用开辟了新领域。相关研究成果日前发表《化学》上。

轻木软硬适中，可以制作模型飞机和全尺寸的风力涡轮机叶片等。近日，一个中美联合研究团队通过将其自然结构与化学和物理性能相结合，将轻木转化为一种能够承受反复压缩和其他极端机械条件的“木炭海绵”，为轻木的应用开辟了新领域。相关研究成果日前发表《化学》上。

华中科技大学的研究团队与美国马里兰大学合作者，通过使用常见的化学物质破坏了坚硬的半纤维素和木质素纤维，从而获得了可弯曲的海绵结构，并维持了轻木的正常细胞壁结构，然后将其加热到1000℃，从而把有机物质变成碳。

研究人员指出，普通碳化木材，仅经历了加热步骤而不经过任何化学改性，非常脆弱，适当的外力就能将其粉碎，而木炭海绵在变形前，经受了高达1万次的连续“锤炼”，其性能十分优良。

实验结果表明，坚硬且不可压缩的轻木可以经过化学处理和碳化过程，产生具有机械压缩性、抗疲劳性、电响应灵敏度超过大多数可压缩碳质材料的木炭海绵。由于这种海绵完全由天然木材制成，采用的是简单且成本低廉的方法，因此，具有可再生性和可持续性。

在对海绵进行了进一步的机械和电气测试后，研究人员将其用于手指应变传感器原型中。这种材料也可以用于水净化装置、能量储存和通话技术中，例如超级电容器和充电电池。