Meget strækbar fiberformet superkapacitor baseret på carbon nanorør

(Phys.org) - En mobiltelefon display til din jakke ærme, EKG -prober til dit træningstøj - bærbar elektronik er efterspurgt. For at tekstiler med indbygget elektronik skal fungere over længere tid, alle komponenter skal være fleksible og strækbare. I journalen Angewandte Chemie , Kinesiske forskere har nu introduceret en ny type superkapacitor, der opfylder dette krav. Dens komponenter er fiberformede og baseret på carbon nanorør.

For at elektroniske apparater kan inkorporeres i tekstiler eller plastfilm, deres komponenter skal kunne strækkes. Dette gælder for LEDS, solceller, transistorer, kredsløb, og batterier - samt til superkapacitorerne, der ofte bruges til statisk random access memory (SRAM). SRAM bruges ofte som en cache i processorer eller til lokal opbevaring på chips, samt i enheder, der skal vedligeholde deres data over flere år uden strømkilde.

Tidligere strækbare elektroniske komponenter er generelt blevet produceret i et konventionelt plant format, som har været en hindring for deres videre udvikling til brug i små, let, bærbar elektronik. Indledende forsøg på at producere superkapacitorer i form af ledninger eller fibre producerede fleksible - men ikke strækbare - komponenter. Imidlertid, strækbarhed er en påkrævet funktion for en række applikationer. For eksempel, elektroniske tekstiler ville let rive, hvis de ikke var strækbare.

Et team ledet af Huisheng Peng ved Fudan University har nu udviklet en ny familie af meget strækbare, fiberformet, højtydende superkapacitorer. Enhederne er fremstillet ved en viklingsproces med en elastisk fiber i kernen. Fiberen er belagt med en elektrolytgel, og et tyndt lag carbonnanorør vikles rundt om det som et ark papir. Dette efterfølges af et andet lag elektrolytgel, endnu et lag carbon nanorørfolie, og et sidste lag elektrolytgel.

De sarte "plader" af carbon nanorør fremstilles ved kemisk dampaflejring og en centrifugeringsproces. I de ark, denne metode frembringer, de små rør er justeret parallelt. Disse typer lag viser en bemærkelsesværdig kombination af egenskaber:De er meget fleksible, rivefast, ledende, og termisk og mekanisk stabil. I sårfibrene, de to lag carbonnanorør fungerer som elektroder. Elektrolytgelen adskiller elektroderne fra hinanden, mens nanorørene stabiliseres under strækning, så deres justering opretholdes. Dette resulterer i superkapacitorfibre med en høj kapacitet, der opretholdes efter mange strækningscyklusser.