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隨著可穿戴電子設(shè)備的興起，電池，一直都是影響可穿戴設(shè)備、智能手機(jī)、智能硬件等消費(fèi)類電子產(chǎn)品性能的關(guān)鍵瓶頸。，具有柔性的超薄印刷薄膜電池早已成為科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。超級電容器是實(shí)現(xiàn)此目的的一種最有希望的方法之一。超級電容器的作用類似于電池，但與電池相比可以實(shí)現(xiàn)快速充電，是一種可在數(shù)秒內(nèi)完成充電的裝置。
近日，曼徹斯特大學(xué)的一項新研究展示了使用簡單的絲網(wǎng)印刷技術(shù)，可以直接將柔性電池印刷到紡織品上。研究人員使用導(dǎo)電氧化石墨烯墨水把一種固態(tài)柔性超級電容器打印到棉織物上。這項研究在近日的《2D材料》雜志上刊登了報道，由于油墨和紡織基質(zhì)之間的強(qiáng)烈相互作用，印刷電極表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性。
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，外部采用簡單的絲網(wǎng)印刷技術(shù)，電極會因?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。
氧化石墨烯印刷超級電容器的進(jìn)一步發(fā)展非常有希望把可穿戴技術(shù)的巨大潛力和市場轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。高性能的運(yùn)動服的監(jiān)測功能、嵌入式健康監(jiān)測設(shè)備、輕量化的軍用裝備、新型移動通信設(shè)備、甚至可穿戴計算機(jī)，這些都是石墨烯印刷超級電容器在進(jìn)一步的研究和開發(fā)之后潛在的一些應(yīng)用方向。
作為這些新型的可穿戴設(shè)備的供電電源，除了要具備較高的能量和功率密度、良好的操作安全性、較長的循環(huán)壽命和低成本之外，還要具備合理的機(jī)械柔性。
該論文的共同作者，英國國家石墨烯研究院研究員NazmulKarim博士、說：“基于可擴(kuò)展的印刷技術(shù)發(fā)展石墨烯基柔性紡織品超級電容器是實(shí)現(xiàn)多功能的下一代可穿戴電子紡織品的重要一步。“它將開辟一種可以在存儲能量的同時，監(jiān)測人類活動和生理狀況，并且具備環(huán)保和成本效益的智能電子紡織品的可能性。”
氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，是石墨粉末經(jīng)化學(xué)氧化及剝離后的產(chǎn)物，氧化石墨烯可視為一種非傳統(tǒng)型態(tài)的軟性材料，具有聚合物、膠體、薄膜，以及兩性分子的特性。
氧化石墨烯目前可以以較低的成本制備成溶液的形式。該溶液可以應(yīng)用于紡織品，以創(chuàng)建成為織物本身的一部分的超級電容器。
該論文的另一共同作者阿莫爾·阿卜杜勒卡德博士說：“紡織品是一些最靈活的基材，我們第一次印制了一種穩(wěn)定的、可以儲存能量的裝備裝置，并像棉花一樣柔軟。
該設(shè)備還可水洗，這使得用它為未來的智能服裝提供能量成為可能。我們相信這項工作將為使用2D材料油墨印刷其他類型的紡織品打開大門?！?/span>
曼徹斯特大學(xué)目前正在建成其第二個下一代大型石墨烯研究設(shè)施“石墨烯工程創(chuàng)新中心”(GEIC)來補(bǔ)充原有的國家石墨烯研究所(NGI)。石墨烯工程創(chuàng)新中心(GEIC)總投資6000萬英鎊，將于 2018年建成并投入國際性研究和技術(shù)開發(fā)。GEIC將為促進(jìn)英國在石墨烯和相關(guān)的二維材料中研究中占據(jù)領(lǐng)軍地位提供獨(dú)特的機(jī)會，GEIC將以產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)方向并聚集于試點(diǎn)生產(chǎn)和材料表征。
資料來源：石墨烯資訊編輯整理，轉(zhuǎn)載請注明出處
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