Установлено, что сложенная графеновая бумага может быть использована для изготовления гибких суперконденсаторов.

Когда мы мнем лист бумаги, это обычно означает, что мы его выбрасываем. Но исследователи обнаружили, что сморщивание листа графеновой бумаги, слоистого материала, состоящего из двумерного углерода, связанного вместе, может привести к новым свойствам для создания гибких суперконденсаторов, которые накапливают энергию в гибких электронных устройствах.

Об открытии сообщил в ScientificReports Сюэ Анхэчжао из Массачусетского технологического института в области машиностроения и гражданского строительства. Команда Чжао заявляет, что новые гибкие суперконденсаторы просты в изготовлении и стоят меньше.

«Многие исследователи изучают графеновую бумагу, которая является хорошим выбором для изготовления ультраконденсаторов из-за ее большой удельной поверхности», - сказал Чжао. Он сказал, что разработка гибких электронных устройств, таких как носимые или имплантируемые биомедицинские датчики или устройства обнаружения, требует гибких систем хранения энергии.

Как и батареи, суперконденсаторы могут накапливать электричество, но в основном они накапливают статическое, а не химическое электричество, что означает, что они могут передавать энергию быстрее, чем батареи. Теперь профессор Чжао и его команда обнаружили, что смятие листа графеновой бумаги в очень грязное состояние можно использовать для создания гибких и складных суперконденсаторов, которые растягиваются до 800% от своего первоначального размера. Чтобы продемонстрировать это, команда использовала этот метод для создания простого суперконденсатора.

Команда Чжао показала, что материал можно смять и сплющить 1000 раз без значительного снижения производительности. «Материал очень прочный, - говорит Чжао. «Графен, шестичленное кольцо, состоящее из одного атома углерода, является самым прочным из известных материалов.

Чтобы получить гофрированную графеновую бумагу, кусок материала помещается в механическое устройство, сжимается в одном направлении, образуя серию плоских или живых складок, а затем превращается в поверхность беспорядочных складок в другом направлении. При растяжении материал может быть легко восстановлен до своей первоначальной плоской формы.

Конденсаторам требуются два проводящих слоя - в данном случае изолирующий слой между двумя слоями сложенной графеновой бумаги, гидрогелевого материала, используемого в этом эксперименте. Гидрогели также могут сильно деформироваться и растягиваться, поэтому три слоя остаются вместе при изгибе и растяжении.

Хотя первоначальная демонстрация заключалась в создании суперконденсатора, та же техника складывания может быть применена к другим приложениям, сказал Чжао. Например, гофрированный графен можно использовать для изготовления электродов для гибких батарей или для изготовления растягиваемых датчиков для определенных химических или биологических молекул.

«Эта работа очень интересна для меня», - сказал Данли, инженер по материалам из университета Монаш в Австралии, который не принимал участия в исследовании. Он сказал, что команда Чжао предоставила очень простой, но эффективный метод изготовления растягиваемых электродов для суперконденсаторов, контролируя складывание многослойных графеновых пленок. В то время как другие команды создают гибкие суперконденсаторы, он сказал, что «сделать их масштабируемыми - большая проблема, и эта графеновая бумага предоставляет очень умный способ решить эту проблему, которая, как я полагаю, приведет к разработке носимых устройств хранения энергии». "

Страница содержит содержимое машинного перевода.