灵活的可穿戴电子产品需要同样灵活的可穿戴电源。在杂志中《应用化学》近日，中国科学家推出了一种极具延展性和可压缩性的聚电解质，它与碳纳米管复合纸电极相结合，形成了一个超级电容器，可以拉伸到长度的1000%，压缩到厚度的50%，容量甚至增加而不损失。
超级电容器弥补了电池和普通电容器之间的差距，电池只是一种储能设备，而普通电容器释放和吸收电能非常快，但不能储存那么多能量。超级电容器具有在极短时间内充电和释放大量电能的能力，因此被广泛应用于再生制动、风力涡轮机中的能量缓冲器，并越来越多地应用于笔记本电脑和数码相机等消费类电子产品。为了使超级电容器适应未来的电力需求，例如可穿戴设备和纸质电子产品，香港城市大学的智春毅和他的同事们正在寻找赋予超级电容器机械灵活性的方法。这可以通过一种新的电解质材料来实现:他们开发了一种聚电解质，可以拉伸超过其长度的10倍，压缩到其厚度的一半，保持完整的功能，而不会断裂、开裂或对材料的其他损坏。
超级电容器中的电解质通常以聚乙烯醇凝胶为基础。为了使这种凝胶在机械上更有弹性，必须添加橡胶或纤维等弹性成分。Zhi的新电解质基于不同的原理:它是由聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶与乙烯基功能化二氧化硅纳米颗粒(VSPNs)增强组成。由于乙烯基二氧化硅纳米颗粒的交联，这种材料具有非常强的延展性，而且由于聚电解质的性质，这种材料具有很高的导电性，聚电解质会随水膨胀，既能保持离子，也能转移离子。“VSNPs交联剂充当压力缓冲器，以耗散能量并使PAM网络均匀化。这些协同效应是我们超级电容器固有的超拉伸性和可压缩性的原因，”Zhi说。
为了用这种聚电解质组装超级电容器，将两个相同的碳纳米管复合纸电极直接铺在预拉伸聚电解质薄膜的两侧。释放后，形成了一种波浪状的手风琴状结构，表现出令人惊讶的电化学行为。“电化学性能随着应变的增加而增强，”科学家们发现。应变是巨大的，超级电容器在更高或相同容量的情况下承受了1000%的拉伸和50%的压缩。这种灵活性使得这种聚电解质对包括可穿戴电子产品在内的新开发非常有吸引力。
了下:电容器，M2M(机器对机器)
