復(fù)旦學(xué)者研發(fā)世界首個(gè)可拉伸線(xiàn)狀電容器

在國(guó)外的科幻大片中，你會(huì)見(jiàn)到這樣的場(chǎng)景：有人一撩衣袖可以通話(huà)，他的外套袖子就是一款未來(lái)的手機(jī);有人一穿上運(yùn)動(dòng)服跑步，運(yùn)動(dòng)服就顯示出心電圖的變化，確保運(yùn)動(dòng)者的安全……其實(shí)，類(lèi)似的概念已經(jīng)體現(xiàn)在一些國(guó)家的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，其原理就是讓我們穿的、戴的編織物中放置高性能電子產(chǎn)品。

最近，復(fù)旦大學(xué)的研究者成功研發(fā)出世界上首個(gè)可拉伸線(xiàn)狀高性能超級(jí)電容器，讓上述的科學(xué)夢(mèng)想和新潮設(shè)計(jì)有了實(shí)現(xiàn)的可能。最新一期的《自然》雜志對(duì)此作了專(zhuān)門(mén)報(bào)道。

可拉伸線(xiàn)狀超級(jí)電容器示意圖

電子器件變軟變細(xì)

要讓衣服的一角變成手機(jī)、平板電腦，就要把包括超級(jí)電容在內(nèi)的電子器件集成在編織物或塑料薄膜中，一個(gè)基本前提是，要讓電子器件變軟、變細(xì)，具有可伸性能，更重要是讓其充滿(mǎn)彈性。近年來(lái)，科學(xué)家對(duì)彈性電子器件進(jìn)行了廣泛的研究，但是，現(xiàn)有的彈性電子器件，如電化學(xué)超級(jí)電容器、鋰離子電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池等都是在傳統(tǒng)的平面狀基底上實(shí)現(xiàn)的，而平面狀的器件是進(jìn)一步發(fā)展體積小巧、質(zhì)輕和可穿戴電子設(shè)備的障礙，因?yàn)閺椓Σ粔?，常易?dǎo)致電子器件斷裂和破損。

可編織成各種織物

復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系和先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室彭慧勝教授設(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)平移法，可有效結(jié)合高分子的彈性及碳納米管的優(yōu)異電學(xué)和機(jī)械性能，首次成功制備出可拉伸的線(xiàn)狀超級(jí)電容器。這種電容器可彎曲、折疊和拉伸，且在拉伸75%的情況下能100%保持電容器的各項(xiàng)性能。這種線(xiàn)狀電容器可進(jìn)一步編織成各種形狀的織物，并可集成于各種微型電子器件上，從而滿(mǎn)足未來(lái)對(duì)于微型能源的需求。