在國(guó)外的科幻大片中,你會(huì)見到這樣的場(chǎng)景:有人一撩衣袖可以通話,他的外套袖子就是一款未來的手機(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)此作了專門報(bào)道。
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,更重要是讓其充滿彈性。近年來,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,從而滿足未來對(duì)于微型能源的需求。