德克萨斯农工大学的研讨人员开宣布了首个已知的金属凝胶。与用于洗手液、护发产品或隐形眼镜的一般凝胶不同，这种新资料完全由金属制成，并能接受极点高温。这一发现或许在动力存储范畴带来革命性改变。

  该凝胶是经过将两种金属粉末混合而成的。加热时，一种金属会熔化成液体，而另一种则坚持固态并构成微米级的支架结构。液态金属被困在这种结构中，然后构成了看起来像固体但实际上含有液体的凝胶状物质。

  日常运用的凝胶是在室温下由有机骨架固定住液体的半固体资料。与之不同的是，金属凝胶需求十分高的温度，这取决于所用的金属，能够到达约1000摄氏度或1832华氏度。

  “金属凝胶此前从未被报导过，原因是没有人以为液态金属能够被内部超细骨架支撑起来。”资料科学与工程系教授、该项研讨的领导者迈克尔·J·德姆科维茨博士说道。“令人惊奇的是，在这种情况下，主要成分——铜——熔化成液体后，并没有像纯铜那样简略地溃散成一滩。” 重要的是：由强电负性高活性金属与其它资料有激烈电吸引力 的金属凝胶制成的金属凝胶 能够用作液态金属电池（LMBs）中的电极。

  简略来说，这些金属十分活泼且简单与其他物质结合，这有助于电池高效作业。LMBs 是一种特别的电池类型，用于贮存和开释很多电能。与大多数运用固体资料的电池不同，它们由液态金属层组成。由于其部件是液态的，因而不像一般电池那样简单磨损。

  迄今为止，LMBs 主要被用于大型固定体系中，例如在需求在断电时坚持运转的修建运用中作为备用电源。由于电池移动时内部液领会位移，因而它们没有被用于移动体系中，由于这有几率会使短路，然后使电池失掉电力。

  而金属凝胶电极则处理了这一问题。经过将液态金属固定住，它们有或许使LMBs 能够在比方为大型船舶或能够安全接受这些电池热量的重型工业车辆等移动体系中运用。为了测验这个主意，研讨人员用两个立方体形状的电极制作了一个小型实验室版电池。

  一个由液态钙和固态铁混合物制成，作为阳极；另一个由液态铋和铁制成，作为阴极。当将电池置于熔融盐中时——这是一种答应电流在两者之间活动的热液体——该电池成功作业了。它产生了电力，而且主要由液态组成的电极坚持形状并按预期运转。

  这项研讨由Demkowicz领导的团队以及博士生Charles Borenstein完结，Borenstein是宣布在《先进资料工程学报》上的一篇论文的榜首作者。Demkowicz和Borenstein表明，开始他们仅仅探究铜和钽复合金属的行为，成果意外发现了这一现象。

  “咱们仅仅在探究不同加热处理办法对复合资料的影响，”Demkowicz说。“开始咱们只想知道：这种复合资料是不是能熬到其间一种成分熔化？”Borenstein开始将25%钽和75%铜的复合资料放入加热至铜熔点的炉子中。“什么都没产生，这让我有点困惑，”他说，并指出铜没有流出并聚集成池状。“咱们对这些成果感觉到很惊奇。”在测验了其他份额后，他发现任何含钽体积超越18%的金属组合仍就坚持凝胶状况。

  下一步是将新结构带到配备有高分辨率微CT扫描仪的实验室，以查看金属凝胶的内部结构。虽然铜和钽不是抱负的电极资料，但它们合适CT扫描。正如预期的那样，钽构成了一个实心支架结构，将液体铜包裹在其孔隙中。

  这时，团队将其研讨转向铁、铋和钙等电池资料，并展现了金属凝胶LMB的可行性。 德莫维奇表明，为可移动运用规划的LMB也能够运用凝胶状复合电解质，例如由陶瓷基体支撑的熔盐，经过其间电极的离子能够通行。

  他还强调了LMB的其他潜在运用，这中心还包含一个他以为特别令人兴奋的研讨方向：为超高速飞行器供电，比方德克萨斯A&M大学运用超高速研讨中心正在可行性研讨中的那些超高速飞行器。超高速飞行器在极高温度下运转，而且理论上能够由十分热的LMB来供电。

  撰写自论文“作为液态金属电池电极的形状坚持金属凝胶”.先进工程资料.2025有关信息，文中配图若未特别标示出处，均来源于揭露图库。

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