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絲網(wǎng)印刷+石墨烯墨水 解決“柔性電池”快速充電難題 承德人和礦業(yè)

發(fā)布時(shí)間:2017/09/01 點(diǎn)擊量:

近日,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)展示了一項(xiàng)新技術(shù)方案:使用簡(jiǎn)單的絲網(wǎng)印刷技術(shù),直接在紡織品上印上類(lèi)似于柔性電池的設(shè)備,這項(xiàng)技術(shù)解決了可穿戴設(shè)備充電的問(wèn)題。被稱為超級(jí)電容器的組件是實(shí)現(xiàn)此方案的一種方法,它的作用和電池類(lèi)似,可以快速充電,可在數(shù)秒內(nèi)將設(shè)備完成充電。

 

隨著石墨烯在印刷電子設(shè)備上的新發(fā)展,可穿戴技術(shù)的實(shí)用性不斷加強(qiáng)?,F(xiàn)在,一種固體柔性超級(jí)電容器裝置的可用性已經(jīng)得到了證實(shí),具體操作是使用導(dǎo)電氧化石墨烯墨水在棉織物上完成印刷。媒體此前報(bào)道的 2-D Materials 材料,這種印刷電極由于油墨和紡織品基材之間的相互作用表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性。

 

氧化石墨烯印刷的超級(jí)電容器的進(jìn)一步發(fā)展激發(fā)了可穿戴技術(shù)的巨大潛力。經(jīng)過(guò)更深入的研究和開(kāi)發(fā),例如監(jiān)控人體健康條件的高性能運(yùn)動(dòng)服、輕型軍用裝備、新型移動(dòng)通信設(shè)備,甚至是可穿戴電腦都會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。

 

為了給這些新型的可穿戴設(shè)備充電,電能儲(chǔ)存系統(tǒng)必須具備高能量、高功率密度,良好的操作安全性,長(zhǎng)循環(huán)壽命、低成本以及機(jī)械靈活性這些特點(diǎn)。

 

英國(guó)國(guó)家石墨烯研究所(National Graphene Institute)研究員 Nazmul Karim 博士表示:“使用簡(jiǎn)單可擴(kuò)展的印刷技術(shù)開(kāi)發(fā)石墨烯柔性織物超級(jí)電容器,是實(shí)現(xiàn)下一代可穿戴電子布料的重要一步。它將研發(fā)出一種可以同時(shí)存儲(chǔ)能量和監(jiān)測(cè)人類(lèi)活動(dòng)和生理狀況的智能電子紡織品,既環(huán)保又高效。”

 

氧化石墨烯是石墨烯的一種形態(tài),可以用較低成本在墨水狀的溶液里制作出來(lái)。這種溶液可以應(yīng)用于紡織品,創(chuàng)造出織物超級(jí)電容器。

 

Amor Abdelkader 博士表示:“紡織品具備延展性柔性特別強(qiáng)的特點(diǎn),我們首次印刷了一種穩(wěn)定的裝置,可以儲(chǔ)存能量同時(shí)又兼具柔性,該裝置也是可洗滌的,這個(gè)特點(diǎn)讓它可應(yīng)用到未來(lái)的智能服裝。我們相信這項(xiàng)工作將為使用 2-D Materials油墨在紡織品上印刷其它設(shè)備打開(kāi)大門(mén)。”

 

曼徹斯特大學(xué)目前正在建設(shè)石墨烯工程創(chuàng)新中心(Graphene Engineering Innovation Centre),強(qiáng)化國(guó)家石墨烯研究所的研究能力。該創(chuàng)新中心造價(jià) 6000萬(wàn)英鎊,將成為國(guó)際研究和技術(shù)基地。

 

曼徹斯特大學(xué)的研究人員納茲穆?tīng)?middot;卡里姆(Nazmul Karim)是這項(xiàng)發(fā)明項(xiàng)目的研究者之一,他表示柔性紡織電池造就了智能布料的誕生,它不僅可以正常為可穿戴設(shè)備供電,同時(shí)還可以像普通的棉布一樣柔韌。

 

研究人員稱這種柔性電池設(shè)備,可以為可穿戴設(shè)備進(jìn)行供電,這將促成可穿戴產(chǎn)品屏幕直接使用在衣服布料中,實(shí)現(xiàn)更好的健康監(jiān)測(cè)功能和顯示設(shè)備的可穿戴化。

 

研究人員介紹,柔性紡織電池基于低成本的石墨烯材料制成,外部采用簡(jiǎn)單的絲網(wǎng)印刷技術(shù),電極會(huì)因?yàn)橛湍图徔椘分g的強(qiáng)烈相互作用而表現(xiàn)得非常穩(wěn)定,并具有良好的操作安全性和很長(zhǎng)的循環(huán)壽命,電池本身還支持快速充電,柔性材料允許水洗。

 

研究人員希望他們的發(fā)現(xiàn)可以打開(kāi)可穿戴智能電腦和智能布料的大門(mén),目前他們正在編寫(xiě)這份研究的論文。曼徹斯特大學(xué)目前正投入 6000 萬(wàn)英鎊建設(shè)大型石墨烯工廠,該工廠將于明年建成,并為國(guó)際石墨烯研究所(NGI)提供國(guó)際研究設(shè)施。

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