Оксид графена сделает одежду «умнее»
Нить на базе оксида графена, употребляющаяся как компонент суперконденсаторов, достигла ёмкости, в полтора раза превосходящей лучший предшествующий пример, что сулит текстилю резкое «поумнение».
Австралийские и ирландские учёные во главе с Гордоном Уоллесом (Gordon Wallace) из Вуллонгонгского университета (Австралия) создали нить из оксида графена, которая продемонстрировала рекордную ёмкость, когда-либо достигавшуюся для нитей на базе графена либо его соединений.
Рис. 1. Перейдёт ли носимая электроника от громоздких и неуклюжих нынешних «блинкомов» и других «гуглоглассов» к по-настоящему эластичной стадии? (Иллюстрация Chuck Todd / MCT).
Материалы с таковой ёмкостью в большинстве случаев рассматриваются как кандидаты в суперконденсаторы, потому, что их свойство накапливать электроны разрешает хранить большое количество энергии и наряду с этим очень скоро отдавать её, в то время, когда требуется, а после этого столь же быстро заряжаться.
Ранее другие учёные демонстрировали суперконденсаторы на углеродных нанотрубках и графене, но их результаты были не на высоте, и рекордом были 265 фарад на грамм. В это же время расчёты говорят о том, что для
графена в полной мере достижим уровень в 500 Ф/г и больше.
Для производства «графеновой» пряжи употреблялся способ мокрого прядения, разрешающий взять не смотря на то, что и пористые, но весьма прочные графеновые нити неограниченной длины с модулем Юнга, равным 29 ГПа. Это большое количество больше, чем у простой стали.
Иными словами, такие нити весьма тяжело растянуть. По сути, в части прочности перед нами неестественная альтернатива хорошей пеньке.
Волокно свито пополам из оксида графена и восстановленного оксида графена. Площадь поверхности для первого компонента равна 2 600 м?/г и 2 210 м?/г для восстановленного оксида графена. Ёмкость устройств на таком волокне достигла 410 Ф/г, другими словами она в полтора с лишним раза выше предшествующего рекордного показателя. Вместе с тем это приблизительно 80% от теоретически достижимого максимума, что направляться оценивать как очень хороший итог.
Рис. 2. Нить на оксиде графена владеет хорошим модулем упругости. (Фото Gordon G. Wallace et al).
Самой перспективной областью применения данной прочной и эластичной нити материаловеды именуют портативные накопители энергии для носимой умного текстиля «и электроники» — электронных устройств минимальной толщины, интегрируемых прямо в одежду и талантливых испытывать высокие нагрузки, включая регулярную стирку, без понижения потребительских качеств. Не смотря на то, что уже сейчас имеется химические аккумуляторная батареи, могущие снабжать энергией такую электронику, их свойство переносить грубое обращение и стирку до тех пор пока низка, чего не сообщишь о новом волокне на оксиде графена.
Отчёт об изучении размещён в издании ACS Nano.