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麻省理工：揉皺的石墨烯紙可制造超級電容器

發布日期：2014-10-11 瀏覽次數 ：3831

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導讀：近日，從美國麻省理工學院獲悉，該院的研究人員利用揉皺的石墨烯紙制造出柔性電子設備的可伸縮超級電容器。據了解，將石墨烯起皺的技術不僅可用于制造超級電容器，還可以用于制作柔性電池的電，或者為特定的化學或生物分子制造可伸縮傳感器。

許多人因為它的大表面積/質量正在探索石墨烯紙制作超級電容器。柔性電子設備的發展，如可穿戴或可植入的生物醫學傳感器或監控設備，需要柔性的能量儲存系統。超級電容器可以像電池一樣存儲電能，但電容主要通過靜電作用，而不是化學作用。
　　
　　近期麻省理工學院的研究人員發現，揉皺的石墨烯紙可用于創建柔性電子設備的可伸縮超級電容器。麻省理工的研究團隊證明，將石墨烯紙揉皺成一團，可以制備易于彎曲、折疊或拉伸到其原始大小的800%的超級電容器。作為驗證，該團隊制造使用這種方法做了一個簡單的超級電容器。研究人員已證實，該材料可以揉皺，平復1000次，且性能不發生明顯降低。
　　
　　為了制造一張皺巴巴的石墨烯紙，先將一張石墨烯紙放置在一個機械裝置中,在一個方向上先壓縮它，用以產生一系列平行的褶皺，然后在另一個方向上壓縮產生褶皺。受到拉伸時,材料的折痕就能鋪展開來。組成一個電容器需要兩個導電層——即兩張皺巴巴的石墨烯紙中間夾一個隔離層。在驗證用的超級電容器上隔離層采用的是水凝膠材料。水凝膠也像皺巴巴的石墨烯紙一樣高度變形和可伸縮，所以這三層即時在被彎曲和拉時仍能保持接觸。
　　
　　 這種將石墨烯起皺的技術不僅可用于制造超級電容器，也可以有其他應用。例如，皺巴巴的石墨烯材料可以用于制作柔性電池的電，或者為特定的化學或生物分子制造可伸縮傳感器。

該項研究工作由美國海軍研究辦公室、美國科學基金會和千人計劃支持。