Selvdrevet bærbar teknologi

For den nye bærbare teknologi at komme videre, den har brug for forbedrede strømkilder. Nu har forskere fra Michigan State University leveret en potentiel løsning via krøllede carbon nanorørskove, eller CNT -skove.

Changyong Cao, direktør for MSU's Soft Machines and Electronics Laboratory, ledet et team af forskere i at skabe meget strækbare superkapacitorer til strømforsyning af bærbar elektronik. Den nyudviklede superkapacitor har vist solid ydeevne og stabilitet, selv når den er strakt til 800% af sin oprindelige størrelse for tusindvis af stræk/afslappende cykler.

Holdets resultater, offentliggjort i tidsskriftet Avancerede energimaterialer , kan anspore udviklingen af ​​nye elektroniske strækbare energisystemer, implanterbare biomedicinske anordninger, samt smarte emballagesystemer.

"Nøglen til succes er den innovative tilgang til at krumme vertikalt justerede CNT -arrays, eller CNT -skove, "sagde Cao, MSU School of Packaging adjunkt. "I stedet for at have en flad tynd film strengt begrænset under fremstilling, vores design gør det muligt for den tredimensionelt sammenkoblede CNT-skov at opretholde god elektrisk ledningsevne, gør det meget mere effektivt, pålidelig og robust. "

De fleste kender wearable tech i sin grundlæggende form som iWatches, der kommunikerer med smartphones. I dette eksempel, det er to stykker teknologi, der har brug for batterier. Forestil dig nu pletter af smart hud til forbrændingsofre, der kan overvåge heling, mens de driver sig selv - det er den fremtid, Caos opfindelse kan skabe.

På det medicinske område, der udvikles elastisk/bærbar elektronik, der er i stand til ekstreme forvridninger og kan tilpasses komplicerede, ujævne overflader. I fremtiden, disse innovationer kunne integreres i biologiske væv og organer for at opdage sygdom, overvåge forbedringer og endda kommunikere med læger.

Det irriterende problem, imidlertid, har været en komplementær bærbar strømkilde - en, der holder og er holdbar. Hvorfor udvikle fede nye patches, hvis de skal køre af omfangsrige batteripakker, der bliver varme og kræver genopladning? (Det er ekstremt, men du forstår ideen.)

Caos opdagelse er den første til at bruge krøllede stående CNT'er til strækbare energilagringsapplikationer, som vokser som træer med deres baldakiner viklet på skiver. Denne skov, imidlertid, er kun 10-30 mikrometer høj. Efter overført og krøllet, CNT -skoven danner imponerende strækbare mønstre, som et tæppe. Den 3D-sammenkoblede CNT-skov har et større overfladeareal og kan let ændres med nanopartikler eller tilpasses andre designs.

"Det er mere robust; det er virkelig et designgennembrud, "sagde Cao, som også er adjunkt i maskinteknik og el- og computerteknik. "Selv når det er strakt op til 300% langs hver retning, den fungerer stadig effektivt. Andre designs mister effektivitet, kan normalt strækkes i kun én retning eller fungere fuldstændigt, når de strækkes på meget lavere niveauer. "

Med hensyn til dens evne til at indsamle og lagre energi, Caos krøllede nanoskove klarede sig bedre end de fleste andre CNT-baserede superkapacitorer, der vides at eksistere. Selvom den mest effektive teknologi kan udholde tusinder af stræk/afslappende cykler, der er stadig plads til forbedringer.

Metaloxid -nanopartikler kan let imprægneres i de krøllede CNT'er, så opfindelsens effektivitet forbedres meget mere. Den nyopfundne tilgang bør sætte gang i udviklingen af ​​selvdrevne, strækbare elektroniske systemer, Tilføjede Cao.