研究人员提出了新的金刚石纳米结构以有效地储能

可再生能源研究的最大挑战之一是储能。目的是找到一种具有高能量存储能力的材料和一种具有高存储能力的能量存储材料，其还可以快速而有效地释放大量能量。为了克服这一障碍，昆士兰科技大学（QUT）的研究人员提出了一种全新的碳纳米结构，旨在以机械形式存储能量。

当前，大多数便携式能量存储设备都依赖于以化学形式存储能量，例如电池，但是这种由一束金刚石纳米线（DNT）制成的新结构并没有像电池那样具有局限性，例如温度敏感性或泄漏或爆炸的可能性。之前，我已经写过关于碳纳米管及其在从蝙蝠侠般的人造肌肉到虚构元素Vibranium的类比的所有事物中的应用的报道，但是围绕碳纳米管的许多研究已经集中在能量收集和能量存储应用上。

碳纳米管的计算机生成分子模型。

使该能量存储方法与众不同的是存储能量的方法，以及由此产生的材料的相关增强的耐用性。昆士兰理工大学材料科学中心的詹海飞博士及其团队使用计算机建模来提出这些超薄一维碳纤维的结构。从理论上讲，这些线在扭曲或拉伸时应该能够存储能量，类似于我们在发条玩具中存储能量的方式。通过转动钥匙，我们将弹簧压入一个紧密的线圈中。释放钥匙后，线圈希望释放保持在其中的额外张力并开始松开。这样做会将机械能传递到玩具车轮的运动中。

研究人员从理论上对碳纳米管相对于其金刚石纳米线进行了测试，并发现，尽管单个碳纳米管的机械性能优于单个新颖的金刚石纳米管结构，但金刚石纳米线束在结构上比碳纳米管束更稳定，这意味着它们可以盘绕更有效，并存储更多的能量并尽可能多地释放而不会劣化。

钻石结构模型

虽然它们用途广泛且坚固耐用，但它们存在的规模如此之小，这意味着这些DNT束可用于为微型机器人和电子设备提供动力，例如植入人体的生物医学诊断系统。鉴于其低密度，这些基于碳纳米管的材料还可用于航空航天工程，既节省空间又减轻重量，从而产生更节能，因此更环保的解决方案。由于碳纳米管具有很高的抗拉强度，以前的研究表明，这种材料具有提起自重50,000倍的潜力。

尽管目前这种结构是理论上的，但该小组的下一步研究是创建一个实验性的纳米级机械能系统作为概念证明。詹博士说，他的团队将在未来2到3年内建造这种机械储能系统，希望在包括电池，智能纺织品，可穿戴技术甚至智能建筑在内的一系列应用中实施这种新的机械储能解决方案。