یک تیم تحقیقاتی چینی موفق شده است با پوشش‌دهی نخ به وسیله نانولوله‌کربنی، پلیمر و MnO2 ابرخازن پلیمری انعطاف‌پذیر تولید کند.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، امروزه ادوات الکترونیکی انعطاف‌پذیر، در حال توسعه و پیشرفت قابل ملاحظه‌ای هستند. اگر تا دیروز مدارات الکترونیکی درون منسوجات قرار داده می‌شد، اکنون ترکیبات سازنده این مدارات به قدری رشد کرده‌اند که می‌توان خود آن را بافت. بزودی منسوجات الکترونیکی وارد به بازار خواهند شد؛ منسوجاتی که قادر به حس، ذخیره‌سازی و نشر باشند.
تمام این منسوجات به یک منبع تولید انرژی نیاز دارند، یک باتری که بتواند انرژی مورد نیاز آنها را تامین کند. محققان مدت‌هاست که به دنبال ساخت منسوجاتی با قابلیت ذخیره انرژی هستند. ابرخازن‌ها نقش مهمی در این میان ایفا می‌کنند؛ ادواتی که قابلیت ذخیره‌سازی انرژی را دارند.
نتایج پژوهش انجام شده توسط محققان آزمایشگاه ملی ووهان و محققانی از چند موسسه مختلف دیگر در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Cable-Type Supercapacitors of Three-Dimensional Cotton Thread Based Multi-Grade Nanostructures for Wearable Energy Storage به چاپ رسیده است.
این محصول یک رشته نخ پنبه‌ای بلند است که روی آن را با نانولوله‌های کربنی پوشش‌دهی کرده‌اند. برای ساخت این محصول، محققان رشته‌های نخ پنبه‌ای را درون یک محلول جوهر حاوی نانولوله‌کربنی غوطه‌ور کردند؛ سپس این رشته‌ها را در آون خشک کردند. در نهایت رشته‌هایی با رسانایی بالا به دست آمد که مقاومتی کمتر از بیست اهم بر سانتیمتر داشتند. رشته‌هایی که با این روش ساده به دست آمده‌اند، انعطاف‌پذیری بسیار بالایی دارند. از سوی دیگر مقدار ضخامت نانولوله‌ای که روی نخ ایجاد شده با تغییر زمان غوطه‌وری قابل کنترل است.
در یک مرحله دیگر محققان سطح این نخ را با نانوساختارهای MnO2 و فیلم پلیمری پوشش‌دهی کردند؛ این کار با استفاده از یک فرآیند ترسیب الکتروشیمیایی انجام شد. دلیل استفاده از MnO2 این است که این ماده از نظر تئوری دارای ظرفیت بالایی است (1370 Fg-1)، از سوی دیگر این ماده زیست سازگار، ارزان و فراوان است. ضعف اصلی این ماده، هدایت الکتریکی اندک آن است که در این پروژه با استفاده از نانولوله کربنی این مشکل رفع شده است. فیلم پلیمری نیز استحکام کل رشته را افزایش می‌دهد.
نتایج نشان می‌دهد که نخ حاوی PPy-MnO2-SWCNT از استحکام مکانیکی و هدایت الکتریکی بالایی برخوردار است.
انتهای پیام
نظرات