Исследователи создали легкий суперконденсатор для питания носимой электроники, который продолжает работать даже при многократном растяжении до 800% от своего первоначального размера.
Для совершенствования технологий носимых гаджетов необходимы новые накопители энергии. Основной проблемой сегодня является их долговечность и надежность. Группа ученых из Университета штата Мичиган разработала новые гибкие источники энергии для электроники, имплантируемых биомедицинских устройств и поверхностных смарт-систем.
Исследователи добились успеха благодаря изменению структуры слоев CNT-ионистора. Вместо плоских пластин они использовали сжатые пленки, густо покрытые углеродными наностержнями, напоминающими волокна пледа, но длиной всего 10-30 мкм. Такая трехмерная структура увеличивает общую площадь поверхности и может быть легко модифицирована.
В ходе испытаний разработанный суперконденсатор сохранил производительность и продолжал стабильно работать после тысячи циклов растяжения и сжатия до 800%. Даже после растяжения на 300% в каждом направлении, он по-прежнему продолжал эффективно функционировать. При этом ворсистая структура дополнительно улучшает способность устройства накапливать и хранить энергию.
Структура гибкого суперконденсатора.
Несмотря на уникальные свойства изобретенного CNT-ионистора, его можно усовершенствовать, добавив наночастицы оксидов металлов, поэтому далее команда продолжит развивать технологию в этом направлении.
По словам ученых, такие источники автономного питания в будущем могут быть использованы в смарт-гаджетах, искусственной коже для мониторинга процесса заживления ран, биоустройствах, интегририруемых в ткани и органы для выявления заболеваний и лечения.
Напомним, что недавно исследователи изготовили тонкие полимерные пленки, которые проводят тепло лучше многих металлов и керамики.
текст: Илья Бауэр, фото: Michigan State University, russian.lifeboat