Para que la tecnología portátil emergente avance, necesita mejores fuentes de energía. Ahora, investigadores de la Universidad Estatal de Michigan han proporcionado una solución potencial a través de bosques de nanotubos de carbono arrugados o bosques CNT.
Changyong Cao, director del Laboratorio de Electrónica y Máquinas Suaves de MSU, dirigió un equipo de científicos en la creación de supercondensadores altamente estirables para alimentar dispositivos electrónicos portátiles. El supercondensador recientemente desarrollado ha demostrado un rendimiento y estabilidad sólidos, incluso cuando se estira al 800% de sutamaño original para miles de ciclos de estiramiento / relajación.
Resultados del equipo, publicados en la revista Materiales energéticos avanzados , puede estimular el desarrollo de nuevos sistemas electrónicos de energía extensible, dispositivos biomédicos implantables, así como sistemas de empaque inteligente.
"La clave del éxito es el enfoque innovador de arrugar matrices CNT alineadas verticalmente, o bosques CNT", dijo Cao, profesor asistente de la Escuela de Empaque de MSU. "En lugar de tener una película delgada y plana estrictamente restringida durante la fabricación, nuestro diseño permite laBosque CNT tridimensionalmente interconectado para mantener una buena conductividad eléctrica, haciéndolo mucho más eficiente, confiable y robusto ".
La mayoría de las personas conocen la tecnología portátil en su forma básica como iWatches que se comunican con los teléfonos inteligentes. En este ejemplo, son dos piezas de tecnología que necesitan baterías. Ahora imagine parches de piel inteligente para víctimas de quemaduras que pueden monitorear la curación mientras se alimentan ellos mismos, eso esel futuro que la invención de Cao puede crear.
En el campo de la medicina, se están desarrollando dispositivos electrónicos estirables / portátiles que son capaces de contorsiones extremas y pueden adaptarse a superficies complicadas e irregulares. En el futuro, estas innovaciones podrían integrarse en tejidos y órganos biológicos para detectar enfermedades, monitorear la mejora yincluso comunicarse con los médicos.
Sin embargo, el molesto problema ha sido una fuente de energía portátil complementaria, una que dura y es duradera. ¿Por qué desarrollar parches nuevos y geniales si tienen que funcionar con paquetes de baterías voluminosos que se calientan y requieren recarga? Eso es extremo, peroentiendes la idea.
El descubrimiento de Cao es el primero en utilizar CNT en pie arrugados para aplicaciones de almacenamiento de energía extensibles, que crecen como árboles con sus copas enredadas en obleas. Sin embargo, este bosque tiene solo 10-30 micrómetros de altura. Después de transferido y arrugado, el bosque de CNTforma patrones elásticos impresionantes, como una manta. El bosque de CNT interconectado en 3D tiene una superficie más grande y puede modificarse fácilmente con nanopartículas o adaptarse a otros diseños.
"Es más robusto; es realmente un gran avance en el diseño", dijo Cao, quien también es profesor asistente de ingeniería mecánica e ingeniería eléctrica e informática. "Incluso cuando se extiende hasta un 300% en cada dirección, todavía conduce de manera eficiente. Otroslos diseños pierden eficiencia, por lo general se pueden estirar en una sola dirección o fallar completamente cuando se estiran a niveles mucho más bajos "
En términos de su capacidad para recolectar y almacenar energía, los nanobosques arrugados de Cao superaron a la mayoría de los otros supercondensadores basados en CNT que se sabe que existen. Aunque la tecnología de alto rendimiento puede soportar miles de ciclos de estiramiento / relajación, todavía hay espaciopara mejorar.
Las nanopartículas de óxido metálico se pueden impregnar fácilmente en los CNT arrugados para que la eficiencia de la invención mejore mucho más. El enfoque recién inventado debería impulsar el avance de los sistemas electrónicos extensibles autoamplificados, agregó Cao.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Michigan . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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