有機半導(dǎo)體材料讓你手機30秒充滿電

由以色列特拉維夫大學(xué)(Tel Aviv University)所獨立的新創(chuàng)公司 StoreDot ，號稱能利用以短鏈胺基酸(short-chain amino acids)制作的半導(dǎo)體組件，在30秒之內(nèi)把手機電池充飽；該公司日前展示了一款大小跟筆記本電腦充電器差不多的原型，同時宣布取得600萬美元的風(fēng)險資金挹注，將有助于該公司在2016年正式推出尺寸為原型一半的快速充電器產(chǎn)品。

該種充電器是利用以有機聚合物材料、非傳統(tǒng)無機硅材料所制作的半導(dǎo)體組件來打造；如果有了快速充電器，也才剛起步的無線充電技術(shù)似乎變得不太需要。該種有機材料是以人工合成的肽 (peptides)為基礎(chǔ)，也就是一種端對端連接成鏈狀的胺基酸；其連接鏈無法再延伸更長，因此胺基酸也無法成為蛋白質(zhì)。

StoreDot以人工方式制造該種胺基酸，將它們長成長度不到2納米(nm)的晶體；這些晶體能自組裝成量子點(quantum dots)，也就是一種尺寸只有幾個粒子大小的材料。該類材料有時會表現(xiàn)出可用的光學(xué)或電氣特性，有的還具有壓電性(piezoelectric)──也就是會在機械壓力之下產(chǎn)生電力。

該種材料曝露在紅光下會發(fā)出紅、綠、藍光，因此也可以用來開發(fā)OLED顯示器；根據(jù)StoreDot執(zhí)行長Doron Myersdorf去年接受《華爾街日報(Wall Street Journal)》專訪時表示，該種材料可利用現(xiàn)有OLED制程，而且成本只有目前材料的十分之一。

具備正確納米級尺寸以及具備符合量子點或納米點(nanodots)定義之半導(dǎo)體特性的晶體粒子，可應(yīng)用在太陽能電池、LED、醫(yī)療影像系統(tǒng)等；其他具備量子點資格的正確納米級 尺寸粒子一度被認為是完全無機的，直到一篇在2010年發(fā)表于《Nature》期刊的文章證明，它們可以用肽或其他材料來制造。

那 些有機材料的毒性比無機材料低，也較容易被生物分解，而且以高純度制造的成本也相對較便宜。據(jù)了解，以有機材料長成的晶體只有兩個分子的大小，是HIV病 毒的六十分之一；StoreDot的首席科學(xué)家Gil Rosenman表示，因為是晶體結(jié)構(gòu)，意味著它們很穩(wěn)定、可乘載電荷，甚至可用來制造內(nèi)存。

Rosenman 先前是臺拉維夫大學(xué)的研究員，當時他預(yù)見正在測試應(yīng)用于讓阿茲海默癥(Alzheimer)病患大腦內(nèi)神經(jīng)元收縮的肽，可被應(yīng)用在更廣泛的領(lǐng)域。因為肽能 捕獲電荷，產(chǎn)生一個天然的納米級電容，而如果有足夠多的電容能聚集在一個地方，就能快速地取得并保存相對大量的電力，然后透過一個比化學(xué)電池快得多、經(jīng)控制的方式放電。

以肽納米點制造的材料會纏繞在像是一般電池電極的周圍，其數(shù)量與總活性表面積成正比；該種電極的某一端是電容器，另一端則做為普通電池、將電荷一個個送到鋰電池中，因此其電量是一般方案的十倍、能在安全的前提下將經(jīng)過特殊調(diào)整的Samsung Galaxy S5手機在不到一分鐘的時間內(nèi)充飽電。

以色列新創(chuàng)公司StoreDot展示快速充電技術(shù)

Myersdorf 表示：“基本上，我們開發(fā)的是新一代的電極與新材料，我們稱之為多功能電極(Multi Function Electrode，MFE)；這種電極的一側(cè)是扮演類似超級電容的角色(能快速充電)，另外一側(cè)則像是鋰電極(緩慢放電)。其電解質(zhì)也是以我們的納米點 材料調(diào)整過的，好讓多功能電極發(fā)揮作用；我們的目標是讓其電量以及自放電達到鋰離子電池的水平。”

在StoreDot 將快速產(chǎn)品正式推向商用化之前，還有至少一至兩年的研發(fā)工作需要完成；不過以該種有機材料所開發(fā)的類OLED手機顯示器，可能完成開發(fā)的速度更快。 StoreDot 所展示的充電器原型就跟筆記本電腦的充電器差不多大小，不過該公司表示真正上市時尺寸會只有原型的一半。StoreDot也打算以該種材料制造電池，但價 格會是一般鋰離子的兩倍。