一個研究組造出了一種存儲機械能的納米材料，像發條一樣存儲和釋放能量。研究者稱，和化學電池比起來，這種電池更安全，加上其輕便的特點，在植入式設備、航太業等領域有大量用途。

這種材料是多股聚在一起的鑽石納米細線——一維碳線束，當它們被擰起來或拉伸的時候，即以機械能的形式存儲著能量，類似發條和彈簧的原理。

研究負責人昆士蘭科技大學（QUT）材料科學研究中心的詹海飛（Haifei Zhan，譯音）說，這種碳結構在微觀電池領域有廣泛的應用，從監控心臟和大腦功能的植入式生物感應器，到小型機械人和電子設備等。

「不像化學電池，比如鋰離子電池，使用化學反應儲存和釋放能量，機械能系統相對風險低。高溫時化學電池可能會爆炸，低溫時又可能反應不充份。此外還有化學洩漏造成污染的風險。」詹海飛說。

「機械能電池沒有這些風險，因此它們在植入人體設備方面有重要用途。

「碳納米線束還可以設計成接受電流、化學和光子各種形式激發。以前的研究顯示，這種結構能提起自身重量5萬倍的重量。」詹海飛說。

這個研究組發現，碳納米線束的能量密度很不錯，即能量和材料質量之比：每公斤1.76MJ，是傳統剛彈簧的4～5倍，可最高達鋰離子電池的3倍。

詹海飛說：「能量密度對於很多用途來說都很重要，因為它們質量小性能高。在航太業的用途是顯而易見的，如果我們能減輕系統的質量，能大幅節省燃油開支。

「納米線束在下一代電纜、航太電子設備、場發射、電池、智慧紡織品和建築材料等方面都有潛在應用。」

這份研究近期發表在《自然-通信》（Nature Communications）期刊上。詹海飛說，他們研究組計劃在未來兩三年內，造出這種儲能系統的控制機制——控制納米線擰轉和拉伸的運作機制。◇

 

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