p A flexibilidade mecânica é um fator chave que determina a estabilidade e durabilidade de materiais de carbono porosos. A fragilidade compressiva dos materiais porosos de carbono foi bem resolvida. Contudo, A propriedade de extensibilidade reversível continua sendo um grande desafio devido às fracas conexões das redes tridimensionais de carbono poroso. p Em um estudo publicado em Materiais Advanved , uma equipe liderada pelo Prof. YU Shuhong da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) desenvolveu um material de carbono poroso superelástico com alta compressibilidade e extensibilidade, chamada de "mola de carbono". Sua microestrutura e propriedades exclusivas tornam-no um material ideal para a fabricação de sensores magnéticos e de vibração inteligentes.

p Inspirado pela deformação elástica do arco arqueado, os pesquisadores introduziram uma microestrutura multi-arco lamelar de longo alcance exclusiva para resolver os problemas de fragilidade por compressão e tração de materiais de carbono porosos. As molas de carbono desenvolvidas com base nesta microestrutura podem atingir tração reversível e deformação compressiva na ampla faixa de deformação de -60% a 80% e podem se recuperar totalmente. Este comportamento elástico é semelhante ao de uma mola metálica real.

p Usando a mola de carbono como um componente-chave, os pesquisadores desenvolveram um sensor de tensão que pode detectar vibrações minúsculas. O limite de detecção de deformação do sensor de vibração era de pelo menos ± 0,5%, e a frequência máxima de vibração detectada foi de pelo menos 1000 Hz. O sensor de vibração pode responder de forma sensível a uma variedade de padrões complexos de vibração, como vibrações sísmicas simuladas.

p Além disso, por co-montagem de Fe ₃ O ₄ nanopartículas na mola de carbono, os pesquisadores obtiveram uma mola magnética de carbono que pode ser acionada por campo magnético. Com base nesta fonte de carbono, um novo tipo de sensor de magnetismo foi fabricado, o qual pode dar uma resposta estável a um pequeno campo magnético com o limite de detecção de até 0,4 mT.

p Esses dois sensores podem trabalhar de forma estável em temperaturas variando de -100 a 350 ° C.

p Este trabalho fornece uma maneira eficaz de construir novos sensores inteligentes de vibração e magnetismo e uma nova estratégia para criar materiais porosos altamente elásticos e compressíveis para aplicações extremas de outros componentes inorgânicos.