Tøj kroppen elektrisk

(Phys.org) - I årenes løb telefonen er blevet mobil, fra huset til bilen til lommen. University of South Carolina's Xiaodong Li forestiller sig endnu yderligere integration af mobiltelefonen - og næsten enhver elektronisk gadget, for den sags skyld - ind i vores liv.

Han ser en fremtid, hvor elektronik er en del af vores garderobe.

"Vi bærer stof hver dag, "sagde Li, professor i maskinteknik ved USC. "En dag kunne vores bomuldst-shirts have flere funktioner; f.eks. en fleksibel energilagringsenhed, der kan oplade din mobiltelefon eller din iPad. "

Li hjælper med at gøre visionen til virkelighed. Han og post-doktorand Lihong Bao har netop rapporteret i tidsskriftet Avancerede materialer hvordan man gør materialet i en bomuldst-shirt til en kilde til elektrisk strøm.

Startende med en T-shirt fra en lokal discountbutik, Li's team gennemblødte det i en opløsning af fluor, tørrede det og bagte det ved høj temperatur. De udelukkede ilt i ovnen for at forhindre, at materialet forkullede eller simpelthen forbrændes.

Overfladerne af de resulterende fibre i stoffet viste sig ved infrarød spektroskopi at være blevet omdannet fra cellulose til aktivt kul. Alligevel bevarede materialet fleksibilitet; den kunne foldes uden at gå i stykker.

"Vi vil snart se roll-up mobiltelefoner og bærbare computere på markedet, "Sagde Li." Men en fleksibel energilagringsenhed er nødvendig for at gøre dette muligt. "

Den engang bomulds-T-shirt viste sig at være et depot til elektricitet. Ved at bruge små farveprøver af stoffet som en elektrode, forskerne viste, at det fleksible materiale, som Li's team udtrykker aktivt kulstof, fungerer som en kondensator. Kondensatorer er komponenter i næsten alle elektroniske enheder på markedet, og de har mulighed for at gemme elektrisk ladning.

I øvrigt, Li rapporterer, at aktivt kulstof fungerer som dobbeltlagskondensatorer, som også kaldes en superkapacitor, fordi de kan have særlig høje energilagringstætheder.

Men Li og Bao tog materialet endnu længere end det. De belagte derefter de enkelte fibre i det aktive kulstof med "nanoflowers" af manganoxid. Bare en nanometer tyk, dette lag manganoxid forbedrede stoffets elektrodeydelse i høj grad. "Dette skabte en stabil, højtydende superkapacitor, "sagde Li.

Dette hybridstof, hvor tekstilfibrene med aktivt kul er belagt med nanostruktureret manganoxid, forbedrede energilagringskapaciteten ud over tekstil med aktivt kul alene. Hybrid-superkapacitorerne var modstandsdygtige:selv efter tusindvis af ladningsudladningscyklusser, ydeevne faldt ikke mere end 5 procent.

"Ved at stable disse superkapacitorer op, vi bør være i stand til at oplade bærbare elektroniske enheder såsom mobiltelefoner, "Sagde Li.

Li er særlig glad for at have forbedret de midler, hvormed aktivt kul normalt opnås. "Tidligere metoder brugte olie eller miljøvenlige kemikalier som udgangsmaterialer, "sagde han." Disse processer er komplicerede og producerer skadelige biprodukter. Vores metode er en meget billig, grøn proces. "