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編者按：瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的科學(xué)家們致力于研究多功能碳纖維材料作用于汽車或飛機機身的一部分，達到幾乎 50% 的減重的同時，能夠?qū)崿F(xiàn)動能、傳感器、或能量和數(shù)據(jù)的收集等作用。

作為一種輕盈、高強度的特殊材料，碳纖維已經(jīng)成為了許多高檔自行車、超跑、航天飛機的首選。不過瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的科學(xué)家們，卻希望讓它變得更加多能。該校研究團隊一直在探索各種可能性，比如為它加入必要的電化學(xué)特性，為減輕整車重量給出更新穎的設(shè)計理念。實際上，除了機械性能，碳纖維也已被實驗證明其作為電極材料的潛力。
 

從結(jié)構(gòu)力學(xué)上考慮，材料本身要相當(dāng)堅硬。而具有良好電化學(xué)性能的碳纖維，其硬度要低得多。

具有較大剛度的碳纖維，擁有較大的高度取向性晶體。而較硬的碳纖維，擁有較小且取向不良的晶體。

為了兼容這個看似形同水火的矛盾，科學(xué)家們想出了各種各樣的方法。
 

研究人員表示，這種新知識，為追求結(jié)構(gòu)硬度和電化學(xué)特性的“最佳平衡點”奠定了基礎(chǔ)。

我們現(xiàn)已知曉如何在確保剛度足夠的同時，讓多功能碳纖維擁有更高的儲能特性。對汽車等諸多應(yīng)用而言，剛度的輕微降低并不是問題。

當(dāng)前市面上最昂貴的碳纖維復(fù)合材料，其剛度僅適合飛行器使用。在這之外，制造商也想要進一步擴大其市場覆蓋面。
 

作為新研究的一作，該校材料與計算力學(xué)教授 Leif Asp 表示：

車身不僅僅是一個承重原件，還應(yīng)該能夠充當(dāng)電池，或?qū)⑻祭w維用于其它目的 —— 比如動能、傳感器、或能量和數(shù)據(jù)的收集體。

若將所有這些功能納入汽車或飛機機身的一部分，有望實現(xiàn)高達 50% 的減重。
 

在車輛設(shè)計和燃油效率方面，重量是一個很重要的因素。

科學(xué)家們已經(jīng)在想象，若這種新材料能夠成為能源系統(tǒng)的一部分，將如何極大地顛覆現(xiàn)狀?，F(xiàn)其已于汽車和航空工業(yè)合作，以探索結(jié)構(gòu)體電池的這些可能性。
 

有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《多功能材料》（Multifunctional Materials）期刊上。原標(biāo)題為：

《Graphitic microstructure and performance of carbon fibre Li-ion structural battery electrodes》

《石墨微結(jié)構(gòu)可兼作碳纖鋰離子電池的電極》

 
原標(biāo)題：多功能碳纖維材料可將車體當(dāng)作儲能部件 減重可達50%