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新型超级电容器为柔性可穿戴电子系统铺平道路
800% 的极端拉伸性！新型超级电容器为柔性可穿戴电子系统铺平道路
一些电子产品可以在可穿戴显示器、生物医学应用和软机器人中弯曲、扭曲和拉伸。虽然这些设备的电路变得越来越柔韧，但为其供电的电池和超级电容器仍然很僵硬。现在，ACS 的Nano Letters 的研究人员报告了一种柔性超级电容器，其电极由起皱的碳化钛（一种 MXene 纳米材料）制成，在重复拉伸后仍能保持存储和释放电荷的能力。
一个主要的挑战伸缩的电子必须克服的是僵硬和不灵活的本质的能量存储组件，电池和超级电容器。使用由过渡金属碳化物、碳氮化物或氮化物制成的电极（称为 MXenes）的超级电容器具有用于便携式柔性设备的理想电气特性，例如快速充电和放电。2D MXenes 可以形成多层纳米片的方式提供了大的表面积当它们用于电极时用于能量存储。然而，之前的研究人员不得不加入聚合物和其他纳米材料，以防止这些类型的电极在弯曲时断裂，从而降低它们的电存储容量。因此，Desheng Kong 及其同事想看看将原始碳化钛 MXene 薄膜变形为手风琴状脊是否会保持电极的电性能，同时为超级电容器增加柔韧性和拉伸性。
研究人员用氢氟酸将碳化钛铝粉末分解成薄片，并将纯碳化钛纳米片层捕获为过滤器上的粗糙纹理薄膜。然后他们将薄膜放在一块预拉伸的丙烯酸弹性体上，该弹性体是其松弛尺寸的 800%。当研究人员释放聚合物时，它收缩到原来的状态，粘附的纳米片皱成手风琴般的皱纹。
在最初的实验中，该团队发现最好的电极是由 3 µm 厚的薄膜制成的，这种薄膜可以反复拉伸和放松而不会损坏，也不会改变其存储电荷的能力。该团队使用这种材料制造了一个超级电容器，将聚乙烯（醇）-硫酸凝胶电解质夹在一对可拉伸的碳化钛之间电极。该器件具有可与其他研究人员开发的基于 MXene 的超级电容器相媲美的高能量容量，但它还具有高达 800% 的极端拉伸性，而纳米片不会开裂。在拉伸 1000 次或弯曲或扭曲后，它仍能保持约 90% 的储能容量。研究人员表示，他们的超级电容器出色的储能和电稳定性对可拉伸储能设备和可穿戴电子系统具有吸引力。
原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_496254.html
来源：贤集网
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