灵活的高温介质;阴极涂层;感应光和热。
灵活的高温介电
赖斯大学的研究人员,乔治亚理工学院,康奈尔大学开发了一个新的高温介电纳米复合材料灵活的电子产品、储能和电动设备,结合一维聚合物纳米纤维和二维氮化硼nanosheets。
聚合物纳米纤维作为结构强化,而二维氮化硼提供导热网络,使其能够承受的热量分解常见的电介质,电池的极化绝缘体,和其他设备,单独的正负电极。
找到正确的属性组合是非常重要的。“陶瓷是一个很好的介质,但机械的脆弱,“M.M.拉赫曼说,研究科学家大米。这使它适合新型灵活的电子产品。“另一方面,聚合物是一个很好的介质具有良好的机械性能,但其热耐受性很低。”
氮化硼是一种电绝缘体,但幸福分散热量,拉赫曼说。“当我们结合氮化硼的聚合物纳米纤维,我们得到了一个机械特殊的材料,和热化学性质非常稳定。”
实验室的视频显示了快速热分散聚合物的复合纳米纤维层和氮化硼nanosheets。暴露在光,材料升温,但左边的纯聚合物纳米纤维层保留热量远远超过复合。阿加延研究小组的礼貌
在纳米复合材料中,一层polyaramid纳米纤维通过范德华力结合少量氮化硼片。氮化硼片构成最终产品的重量的10%,只是密度足以形成一个散热网络,同时保持灵活性和鲁棒性。分层polyaramid和氮化硼可使材料厚但仍灵活。
材料是12-to-15-microns厚和作为一个有效的散热器250摄氏度(482华氏度),根据研究人员。测试显示,氮化聚合物nanofibers-boron组合分散热量仅比聚合物的四倍。研究人员说这种材料是可伸缩的,应该很容易整合到制造业。
阴极涂层
阿贡国家实验室的科学家们,香港科技大学,清华大学,德雷塞尔大学、北京大学和香港理工大学创建了一个涂层,它提供了一个保护层为阴极在锂离子电池。
电池的镍锰钴(NMC)阴极材料封装与含硫聚合物被称为PEDOT使用氧化化学气相沉积技术。虽然大多数涂料覆盖外,这个可以穿透阴极粒子内部,增加屏蔽。
涂料解决几个电池问题,包括保持阴极电和具有离子导电和确保电池安全经过多次循环。
阿贡国家实验室的科学家们已经开发出一种新的电池阴极涂层(蓝色所示),可以提高电池的电子和离子电导率,同时提高其安全性和循环性能。阿贡国家实验室(图片)
“这涂料是友好的所有过程和化学,使电池工作和不友好的所有潜在的反应会导致电池降解或故障,“阿贡化学家Guiliang徐说。
涂料还很大程度上阻止另一个反应,导致电池的阴极禁用:反应在阴极材料将其转换成另一种形式称为尖晶石。”的组合几乎没有尖晶石的形成与其他属性使这个涂层材料一个非常激动人心的,”Khalil胺说,阿贡杰出研究员和电池的科学家。
胺指出,PEDOT材料防止氧释放,也证明了能力退化的一个主要因素NMC阴极材料在高电压。“这PEDOT膜还发现能够抑制氧气释放在充电期间,也会导致更好的结构稳定性和改善安全。”
使用的涂料,可以扩大nickel-rich NMC-containing电池、胺说。涂层的应用,研究人员相信NMC-containing电池可以运行在更高的电压,从而增加他们的能量输出,或者有更长的寿命,或两者兼而有之。
感应光和热
林雪平大学的研究人员开发了一个新的传感器这可能是一个电子皮肤的一部分。传感器对体温的变化以及阳光和温暖的触摸使用热电和热电效应的组合以及等离子体。
热电材料被加热或冷却时,一个电压出现。信号快速、强劲,但衰减很快。相比之下,电压出现在热电材料的材料有一个冷,一个热的一面;这个信号是逐渐发生的,需要时间才可以测量。
“我们想享受两全其美,我们结合一个热电聚合物热电凝胶在前一个项目开发的丹•赵西蒙粒入球和其他同事在有机电子的实验室。结合了快速和强烈的信号,表明只要刺激持续存在,“马格努斯琼森说,领袖在林雪平有机光子学和纳米光学集团。
此外,两种材料相互作用的方式强化了信号。等离子体也有助于提高传感器,琼森说。“等离子体光与纳米粒子的相互作用时出现的金属,如金和银。粒子的入射光引起的电子协调一致的摆动,形成等离子体。这一现象提供了纳米结构的光学性质,如高散射和高吸收。”
光和热与混合nanooptics传感。(托尔大夏/林雪平大学)
以前的工作表明,金电极穿孔与nanoholes吸收光有效地借助等离子体。吸收光随后被转化成热能。这样一个电极在面对太阳,传感器也可以转换成可见光快速稳定的信号。
传感器也压力敏感,但只有温暖的事情。”信号出现时我们用一个手指按传感器,但当我们受到相同的压力与一块塑料。它反应的热的手,“琼森说。
团队将使用机器人的传感器,touch-reactive假肢,和健康监测应用。
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