新型自修复材料 或可改变我们如何使用能源

材料人注：斯坦福大学Dionne实验室的一个团队正在研究一种新型自修复材料，其可能导致能源革命。该种技术的探索需要相应纳米成像技术的不断发展。

纳米能源的升级

关于我们的电池如何工作的下一个重要升级，不会发生一夜之间。 我们团队长期致力于实现下一次能源革命。尽管如此，道路还有很长，而我们只是开始。开发使电池更优异技术的主要原因，是能够为未来的设备提供动力的反应。由于这些反应发生在纳米级，它需要一些足够放大来实现这一点。斯坦福大学Dionne实验室的一个团队正在同时处理这两个问题。

电子显微镜的最新进展已经开启了以前从未有过的在微观观察世界的可能性。正如斯坦福大学材料科学高级作者和副教授Jen Dionne所说：“用这种高分辨率实时直接观察反应的能力将使我们能够探索化学和物理科学中的许多未解答的问题。” 实验的目标是为了看到为什么纳米颗粒可以使电池更快地充电，保持更多的能量，并且可以在重复充电和放电后仍可使用。

希望能够对纳米级反应进行成膜，团队创建了纳米尺寸为15 - 80纳米的钯，并将其置于氢气环境中。其目标是捕获插层驱动的相变。经过多次试验和失误，使用透射电子显微镜和电子损失光谱，团队能够成功捕获反应。该团队接下来在100度开尔文（-280°F），即更冷的温度下测试反应，以确保先前测试的结果不受电子束的施加的影响。 联合主编作者Tarun Narayan说：“没有这些具体的工具，我们就不能引入氢气或冷却我们的样品到足以看到这些过程发生。”

LEG设置下

研究团队使用的高级成像技术使他们注意到他们发现中的一个很有趣的部分。纳米颗粒实际上是自愈合的，这是确定这种存储系统的寿命的标志。 “当你第一次引入氢时，颗粒变形并失去其完美的结晶度。 但是一旦颗粒吸收了尽可能多的氢，它就会再次转化为完美的晶体。”Dione说。 这种愈合因子显示了颗粒的耐久性和良好的材料的经受重复使用和再充电循环的能力。

可再生能源将改变我们与电的相互作用。我们需要充分利用可再生能源令人难以置信的潜力。而升级我们的存储系统是最大限度提高效率的关键一步。相关工作，如在斯坦福正在进行的研究，正在为明天的发展铺平道路。推进将成为未来能量储存的核心的反应所需的成像与完善化学反应同样重要。

技术正在迅速演变，并推动科学进步的能力和必要性。与Dionne实验室的工作设定的例子一样，越完善的电池的推进，需要越好的纳米级成像技术。发现创造了创新，更多的创新导致更大的发现。未来是光明的！

原文链接：New Self-Healing Material Can Completely Transform How We Use Energy.

本文由材料人编辑部月亮提供素材，豆慧敏编译，点我加入材料人编辑部.

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