Американские ученые создали гибкие пленки из карбида титана, которые могут растягиваться без растрескивания и при этом сохраняют свои электрические свойства. Материал перспективен для создания суперконденсаторов и батарей в гибкой электронике. Статья опубликована в журнале Nano Letters.
Гибкая электроника — это электронные устройства, которые могут сгибаться, скручиваться и растягиваться, что особенно актуально для создания мягкой робототехники и биомедицинских устройств. Одна из основных проблем гибкой электроники — жесткость и негибкость их накопителей энергии: батарей и суперконденсаторов. В суперконденсаторах используются электроды из карбидов, карбонитридов или нитридов переходных металлов. Благодаря быстрой зарядке и разрядке они подходят для портативных гибких устройств. Кроме того, они могут образовывать многослойные нанолисты, обеспечивающие большую площадь поверхности для хранения энергии.
Однако ранее исследователям приходилось использовать полимеры и другие наноматериалы, чтобы электроды не ломались при изгибе, что снижало их электрическую емкость. Теперь ученые Американского химического общества создали пленки из чистого карбида титана и придали им форму гармошки, сохранив при этом электрические свойства. Ученые синтезировали пленки из карбида титана и поместили их на предварительно растянутый акриловый полимер. При сжимании полимера прикрепленная к нему пленка складывалась гармошкой.
Пленку толщиной 3 мкм можно было многократно растягивать и сжимать без повреждения и без изменения ее способности накапливать электрический заряд. Из этого материала ученые изготовили суперконденсатор. Устройство имело высокую энергоемкость, сравнимую с суперконденсаторами, разработанными другими исследователями, и при этом могло растягиваться на 800% без растрескивания. После того как полимер был растянут в 1000 раз, он сохранил 90% своей емкости.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
