La maggior parte dei dispositivi medici impiantabili e indossabili beneficiano di batterie di bordo che li alimentano, ma poiché le pile convenzionali hanno geometrie interne specifiche, finiscono per essere bloccanti e non flessibili. Ciò limita lo sviluppo dei dispositivi elettronici, in particolare quelli flessibili, dal momento che il corpo umano è per lo più morbido e molle.
Mentre l’elettronica flessibile è già un campo consolidato, la maggior parte dei dispositivi flessibili ha fatto affidamento su batterie inflessibili. I ricercatori della Michigan State University hanno appena sviluppato supercondensatori estensibili, dispositivi in ??grado di sostenere la carica elettrica e rilasciarla se necessario, che può essere tirato all’800% delle loro dimensioni originali e continuare a funzionare.
La capacità è resa possibile grazie alle cosiddette foreste di nanotubi di carbonio accartocciate (foreste CNT). Queste foreste sono in grado di condurre l’elettricità a causa della rotazione ad-hoc dei singoli alberi “nanotubi” di carbonio e di entrare in contatto con altri nanotubi. Il materiale non ha più di 30 micrometri di altezza e può essere modellato in forme diverse per soddisfare qualsiasi requisito richiesto da un determinato dispositivo.
“È più robusto; ed è davvero una svolta nel design “, ha detto Changyong Cao, direttore del Soft Machines and Electronics Laboratory della Michigan State. “Anche quando è allungato fino al 300% lungo ogni direzione, continua a funzionare in modo efficiente. Altri design perdono efficienza, possono essere allungati di solito in una sola direzione o funzionare completamente male quando sono allungati a livelli molto più bassi. ”
Dall’abstract dello studio in journal Advanced Energy Materials :
In questo lavoro, un nuovo tipo di supercondensatore altamente elastico ed affidabile è sviluppato sulla base di foreste di nanotubi di carbonio (CNT) accartocciate verticalmente allineate trasferite su un substrato di elastomero con l’assistenza di un processo di ricottura termica in atmosfera. Gli elettrodi di foresta CNT accartocciati hanno dimostrato buone prestazioni elettrochimiche e stabilità in entrambi i ceppi monoassiali (300%) o biassiali (300% × 300%) per migliaia di cicli di distensione e distensione. I supercondensatori risultanti possono sostenere un’estensibilità dell’800% e possedere una capacità specifica di 5 mF cm -2 alla velocità di scansione di 50 mV s -1. Inoltre, la foresta di elettrodi CNT accartocciati è facilmente decorabile con nanoparticelle di ossido di metallo impregnato per migliorare la capacità specifica e la densità di energia dei supercondensatori.
Studio in Advanced Energy Materials: supercondensatori altamente estensibili tramite foreste di nanotubi di carbonio accartocciate verticalmente allineate …