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要以可持續的方式滿足不斷增長的人口的能源需求，需要一些創造性的解決方案，而這些解決方案不一定侷限於電池化學的限制。正如澳大利亞昆士蘭科技大學的一項新研究表明的那樣，在機械系統中儲存能量的解決方案可能包括巨大的混凝土塔，或者在另一端，由超細碳線組成的細小的碳線束。
這項研究背後的研究人員將他們提出的儲能系統描述為金剛石納米線束，這是一種微小的結構，由於其獨特的物理特性，材料科學家已經探索了一段時間。這些線束由非常細的一維碳線組成，可以扭曲或拉伸，作為儲存機械能量的一種方式。
"類似於壓縮線圈或兒童的發條玩具，能量可以隨著扭曲的線束解開而釋放出來，"研究作者詹海飛（音譯）博士說。"如果你能做出一個系統來控制納米線束提供的能量，這將是一個更安全、更穩定的儲能方案，適用於許多應用。"
詹海飛和他的團隊進行了計算機建模，研究了假設的金剛石納米線束的能量密度。根據研究結果，這些系統每公斤可以儲存1.76兆焦耳，比同樣質量的鋼彈簧高4到5個數量級，是鋰離子電池的3倍。
雖然這種優越的能量密度是開發這樣一個系統的巨大動力，但它的安全性是另一個動力。因為它不涉及鋰離子電池中發生的電化學反應，避免了洩漏、爆炸或簡單的化學故障的風險。"在高溫下，化學儲存系統可能會發生爆炸，或者在低溫下也可能變得沒有反應。"詹海飛說。"這些也會在故障時發生洩漏，造成化學品汙染。機械式儲能系統沒有這些風險，所以使其更適合於人體內部的潛在應用。"
該團隊想象著這樣一個系統的各種用途，從可穿戴技術，到用於心臟和大腦功能的生物醫學工具，再到機器人等。
詹海飛表示："這種納米線束可以用於下一代電力傳輸線、航天電子，以及場發射、電池、智能紡織品和建築材料等結構性複合材料等領域。"
這項研究發表在《自然通訊》雜誌上。
