莱斯大学的科学家们设计的一种微型超级电容器正在升级，这种电容器可能会应用于个人甚至可穿戴电子产品。当硼成为混合物的一部分时，激光诱导的石墨烯装置会大大受益。

莱斯大学实验室的化学家詹姆斯·图尔使用商业激光通过在普通聚合物上刻印图案来制造薄而灵活的超级电容器。激光烧毁了所有的东西，只留下碳在顶层20微米的深度，这变成了一个泡沫状的相互连接的石墨烯薄片矩阵。

通过首先向聚合物中注入硼酸，研究人员将超级电容器储存电荷的能力提高了四倍，同时大大提高了其能量密度。

他们说，这种简单的制造工艺可能也适用于制造催化剂、场发射晶体管以及太阳能电池和锂离子电池的组件。

这项研究的详细内容发表在美国化学学会杂志上ACS Nano．

电容器快速充电，并在需要时释放能量，就像在相机闪光灯中一样。超级电容器将电池的高能容量添加到封装中，并具有电动汽车和其他重型应用的潜力。根据研究人员的说法，将它们缩小成一个小的、灵活的、容易生产的包的潜力可以使它们适用于更多的应用。

在早期的工作中，由莱斯大学研究生彭志伟领导的团队尝试了许多聚合物，发现一种商用聚酰亚胺最适合这一过程。在这项新工作中，实验室将硼酸溶解到聚酰胺酸中，并将其浓缩成注入硼的聚酰亚胺片，然后将其暴露在激光下。

这种两步工艺生产出的微型超级电容器，其存储电荷的能力是早期无硼版本的四倍，能量密度是早期无硼版本的五到十倍。事实证明，这种新器件在12000次充放电循环中高度稳定，保持了90%的电容。研究人员报告说，在压力测试中，他们处理了8000次弯曲循环，而性能没有损失。

图尔说，这项技术适合于工业规模的微型超级电容器的卷对卷生产。他说:“我们所做的工作表明，在暴露于激光之前，通过添加其他元素和在聚合物薄膜中进行其他化学反应，可以实现巨大的调制和增强。”

“一旦激光暴露它，那些其他元素就会发生新的化学反应，真正提高超级电容器的性能。这是使其更适合工业应用的一步。”

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