能夠承受拉伸的超級(jí)電容器助力可穿戴電子產(chǎn)品

杜克大學(xué)和密歇根州立大學(xué)的研究人員的一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)可能會(huì)為可穿戴電子產(chǎn)品提供出色可的拉伸電源。超級(jí)電容器以其出色的功率密度而聞名，與化學(xué)電池相比，其能快速充電和放電大量能量，并且具有比化學(xué)電池更長(zhǎng)的壽命，而化學(xué)電池通常具有存儲(chǔ)更多能量的優(yōu)勢(shì)。

該研究小組著手嘗試為他們正在研究的可穿戴設(shè)備開(kāi)發(fā)一種真正靈活的電源，目標(biāo)是開(kāi)發(fā)能夠承受拉伸，扭曲或彎曲等機(jī)械變形而又不損失性能的創(chuàng)新設(shè)備。如果可拉伸電子設(shè)備的電源設(shè)備不可伸縮，那么整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)將被約束為不可伸縮。

研究小組采用了一種設(shè)計(jì)，首先在硅片上建立了一個(gè)小的“碳納米管森林”，直徑約15納米的小塊中有數(shù)百萬(wàn)個(gè)約20-30微米高的納米管。兩端覆蓋著一層金納米薄膜，這降低了最終器件的電阻，并使其比以前的設(shè)計(jì)更快地傳輸電荷。

將其金色朝下放置在一個(gè)彈性基材上，該基材在張力下可拉伸至其正常長(zhǎng)度的四倍。一旦打開(kāi)，張力就釋放了，整個(gè)東西皺了起來(lái)，以更高的密度將“森林”中的納米管“樹(shù)”擠在一起。最后，納米管“森林”充滿了凝膠電解質(zhì)，能夠在納米管表面捕獲電子。在這一點(diǎn)上，把兩個(gè)電極夾在一起，施加一個(gè)電壓，把所有的電子從一邊傳送到另一邊，在那里電子可以儲(chǔ)存起來(lái)，然后作為能量釋放出來(lái)。