系统:5月21日

可洗的,可穿戴的服装的能源设备
剑桥大学的研究人员与同事在中国江南大学合作开发可穿戴电子元件可以织成布料的衣服,适合能量转换、柔性电路、医疗监控、和其他应用程序。

石墨烯和其他材料可以直接纳入面料创建电容器和其他电荷存储元素——本质上强度耐洗的设备,可穿戴的,灵活的,甚至时尚。

这项研究发表在《纳米级,表明石墨烯油墨可用于纺织品能够存储电荷,在需要的时候释放它。新纺织电子设备是基于低成本、可持续和可伸缩的聚酯织物的染色。油墨是由标准溶液处理技术。

基于以前的工作同样的团队,研究人员设计了墨水可以直接涂在聚酯织物在一个简单的染色工艺。过程的多功能性使各种类型的电子元件被纳入织物。

其他可穿戴电子产品依赖严格的电子元件安装在塑料或纺织品。这些提供有限的兼容性与皮肤在很多情况下,清洗时损坏和穿感到不安,因为他们不透气。

“其他技术将电子元件直接进入纺织品生产成本,通常需要有毒溶剂,这使得它们不适合穿,”菲利斯博士说托里西菜馆的剑桥石墨烯中心和论文的通讯作者。“我们的油墨价格低廉,安全环保,并且可以创建电子电路组合通过简单地覆盖不同面料制成的二维织物材料。”

研究人员暂停单个石墨烯低沸点溶剂,这很容易沉积在织物后删除,导致薄而均匀的导电网络由多个石墨烯表。随后覆盖多种石墨烯和六角氮化硼(h-BN)面料创造一个活跃的地区,使电荷存储。这种“电池”的织物可弯曲和耐洗涤周期正常洗衣机。

“纺织染色已经存在几个世纪以来使用简单的颜料,但是我们的结果首次表明,基于石墨烯油墨及相关材料可用于生产纺织品,可以存储和释放能量,“江南大学的合作者Chaoxia王教授说。“我们的过程是可伸缩的和没有基本障碍可穿戴电子设备的技术发展的复杂性和性能”。

所做的功剑桥研究人员打开一个墨水的商机数量基于二维材料,从个人的健康和福祉的技术,嵌入式能源和数据存储、军用服装、可穿戴计算和时尚。

“纺织品转化为功能性能量储存元素可以打开一个全新的应用程序,从身体能量收集和存储到物联网,”说托里西菜馆。“在未来我们的衣服可以把这些textile-based电荷存储元素和可穿戴纺织设备。”

石墨锂离子电池原型
一个团队由马里兰大学和美国陆军研究实验室合作开发锂离子电池的新技术。虽然锂离子电池可以比铅酸电池,科学家们继续寻找方法来提高锂离子电池的性能和安全。

为了进一步提高电池性能,研究人员Chongyin陈季同同事的指导下和杨春生王马里兰大学开发出一种新型石墨锂离子电池,利用高密度辅助离子包装和一个独特的water-in-salt电解质达到超过4伏在水电池的潜力。电池的水自然也是一个优势,因为研究人员在他们的报告强调,夹层的辅助离子在水环境中“本质安全与环境不敏感。”

石墨,堆放层的二维纳米材料石墨烯,擅长作为电池阳极材料,特别是在锂离子电池离子包装与电池性能直接相关。石墨具有较高容量372 mAhg-1锂离子在石墨烯层间。也可以将自己插入石墨Polyhalogen离子。

大学和陆军研究实验室合作water-in-salt电解质电池一段时间。因此,杨和陈能够使用石墨的优势以及辅助卤化物离子来实现“密集阶段我石墨插层化合物,C3.5 [Br0.5Cl0.5]。“具体地说,他们设计了一个包含锂电极和辅助卤化物离子。当暴露在电解质水溶液和指控,卤化物离子放弃电子和锂离子穿过电池阴极,良好的反应,生成有用的电流。辅助卤化物然后插入到石墨。这插入稳定卤素,使整个过程积极有利的。

这种一致性和性能优良的一个关键组件的可逆性辅助离子夹层。通过使用广泛的拉曼光谱,杨和陈显示辅助卤化物离子包成石墨,而不是吸收到外面的石墨表面。这将允许更多的离子插入,这意味着更多的锂离子自由移动整个细胞并产生一个有用的电流。在充电时,锂离子移动整个细胞,重组与助手卤化物离子,释放石墨。

额外的x射线衍射和吸收数据显示最紧密堆积在石墨发生氯和溴离子替代时,这也证实了使用密度泛函理论计算。这意味着卤化物助手都应在电池锂离子运动有利。此外,没有稳定的石墨存在离子post-electron损失,卤化物可能气体。

杨和陈希望这部小说电池与锂离子电池设计将消除以前的可燃性问题同时也提供“一个高能量的概念对未来电池成本、安全、和灵活的。”

催化剂可以分解水产生氢气
慕尼黑技术大学的创建报告一个高效的水分解的催化剂,由一个双螺旋半导体结构包裹在碳氮化。中空的化学家与加拿大阿尔伯塔大学合作创建稳定和灵活的半导体使经济和可持续生产的氢。

一种无机双螺旋化合物组成元素锡、碘、磷(剪)形式的核心结构。它是合成在一个简单的过程温度400摄氏度左右。剪断纤维是灵活的,与此同时,强劲的钢铁。

“材料结合了聚合物的力学性能和半导体的潜力,”汤姆Nilges说,新型材料合成和表征的教授在慕尼黑工业大学。“从这,我们可以在进一步生产灵活的半导体组件技术的一步。”

作为裂解的催化剂是第一个应用程序的不寻常的材料。化学家开始准备从每个纳米颗粒物质和混合这两种纳米颗粒的悬浮液。结果是一个结构与硬但灵活SnIP-core和软氮化碳壳。

测量表明,由此产生的异构结构不仅是更稳定的比最初的材料。也分裂水四倍比以前可能更有效,使它有趣的材料生产廉价氢或化学存储过剩的风力发电场发电。

知道催化剂的效率主要源于其庞大的表面,化学家表面积增加了分裂剪断纤维细链。30%剪和70%的混合碳氮化硅是最有效的。

最薄的纤维组成几个双螺旋链,仅仅是几纳米厚。原则上一维材料。包装在碳氮化允许材料保留其反应活性高而变得更加耐用,从而使它更适合作为催化剂。

但一维剪断双股链也打开门完全不同类型的应用程序。研究人员将特别热衷于获得单股剪断。这些将是正确的——或左撇子——与他们各自的非常特殊的光学性质。这使得剪一个极具吸引力的光电材料。

“我们能够显示理论上,许多这样的其他化合物是可能的。目前我们正在研究这些材料的合成,“Nilges说。“灵活、无机纳米级1 d半导体可以创建尽可能多的宣传2 d分层材料如石墨烯,荧光粉,今天或二硫化钼做。”