絲網印刷+石墨烯墨水 一舉解決“柔性電池”快速

 

　　隨著石墨烯在印刷電子設備上的新發展，可穿戴技術的實用性不斷加強。

 

　　近日，英國曼徹斯特大學展示了一項新技術方案：使用簡單的絲網印刷技術，直接在紡織品上印上類似于柔性電池的設備，這項技術解決了可穿戴設備充電的問題。被稱為超級電容器的組件是實現此方案的一種方法，它的作用和電池類似，可以快速充電，可在數秒內將設備完成充電。

 

　　現在，一種固體柔性超級電容器裝置的可用性已經得到了證實，具體操作是使用導電氧化石墨烯墨水在棉織物上完成印刷。媒體此前報道的 2-D Materials 材料，這種印刷電極由于油墨和紡織品基材之間的相互作用表現出優異的機械穩定性。

 

　　氧化石墨烯印刷的超級電容器的進一步發展激發了可穿戴技術的巨大潛力。經過更深入的研究和開發，例如監控人體健康條件的高性能運動服、輕型軍用裝備、新型移動通信設備，甚至是可穿戴電腦都會變成現實。

 

　　為了給這些新型的可穿戴設備充電，電能儲存系統必須具備高能量、高功率密度，良好的操作安全性，長循環壽命、低成本以及機械靈活性這些特點。

 

　　紡織用石墨烯墨水創造超級電容器

 

　　英國國家石墨烯研究所(National Graphene Institute)研究員 Nazmul Karim 博士表示：“使用簡單可擴展的印刷技術開發石墨烯柔性織物超級電容器，是實現下一代可穿戴電子布料的重要一步。它將研發出一種可以同時存儲能量和監測人類活動和生理狀況的智能電子紡織品，既環保又高效。”

 

　　氧化石墨烯是石墨烯的一種形態，可以用較低成本在墨水狀的溶液里制作出來。這種溶液可以應用于紡織品，創造出織物超級電容器。

 

　　Amor Abdelkader 博士表示：“紡織品具備延展性柔性特別強的特點，我們首次印刷了一種穩定的裝置，可以儲存能量同時又兼具柔性，該裝置也是可洗滌的，這個特點讓它可應用到未來的智能服裝。我們相信這項工作將為使用 2-D Materials油墨在紡織品上印刷其它設備打開大門。”

 

　　曼徹斯特大學目前正在建設石墨烯工程創新中心(Graphene Engineering Innovation Centre)，強化國家石墨烯研究所的研究能力。該創新中心造價 6000萬英鎊，將成為國際研究和技術基地。

 

　　柔性電池造就了智能布料的誕生

 

　　曼徹斯特大學的研究人員納茲穆爾·卡里姆(Nazmul Karim)是這項發明項目的研究者之一，他表示柔性紡織電池造就了智能布料的誕生，它不僅可以正常為可穿戴設備供電，同時還可以像普通的棉布一樣柔韌。

 

　　研究人員稱這種柔性電池設備，可以為可穿戴設備進行供電，這將促成可穿戴產品屏幕直接使用在衣服布料中，實現更好的健康監測功能和顯示設備的可穿戴化。

 

　　研究人員介紹，柔性紡織電池基于低成本的石墨烯材料制成，外部采用簡單的絲網印刷技術，電極會因為油墨和紡織品之間的強烈相互作用而表現得非常穩定，并具有良好的操作安全性和很長的循環壽命，電池本身還支持快速充電，柔性材料允許水洗。

 

　　研究人員希望他們的發現可以打開可穿戴智能電腦和智能布料的大門，目前他們正在編寫這份研究的論文。曼徹斯特大學目前正投入 6000 萬英鎊建設大型石墨烯工廠，該工廠將于明年建成，并為國際石墨烯研究所(NGI)提供國際研究設施。