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来源:追着大事跑的人

科学家表示,他们成功研发出一种能够拉伸、弯曲且电量不减的电池。这一重大发现,为可穿戴技术、智能医疗设备以及具备人类般动作能力的机器人发展铺就了坦途。
“它的质地有点像牙膏,”瑞典林雪平大学助理教授、该研究资深作者艾曼·拉赫马努丁在一份声明中说道,“比如,这种材料能在3D打印机中使用,根据需求塑造电池形状,这无疑为新型技术开启了大门。”
传统电池往往需要在尺寸/灵活性与功率之间做出取舍。林雪平大学有机电子实验室的科学家们,通过采用能保持和传导正负电荷的材料为设备供电,无论设备能源需求如何,都成功解决了这一难题。相关研究成果于4月11日发表在《科学进展》杂志上。
“电池是所有电子产品中体积最大的部件,”拉赫马努丁表示,“如今,它们通常坚硬且笨重。但使用柔软舒适的电池,设计上将不再受限。它可以以全新方式集成到电子设备中,并完美适配用户。”
运用有机材料,实现电池容量与尺寸的独立
为了达成设计目标,研究人员重新构思了构成电池的活性成分、连接部分以及端子。阴极(正极)和阳极(负极)的活性成分由改性木质素(一种有机材料)制成。电池的连接部分,即正负极,虽仍为金属材质,但由纳米石墨和银纳米线制成,这些纳米线足够细小,能确保电池其余部分保持柔韧性。
科学家在研究中指出,最终得到的电池行为有点像水气球——既能保持整体形状,容纳大量材料,又具备灵活性。
“林雪平大学的研究展示了一种开创性的电池设计思路,”舍弗勒亚洲高级产品开发工程师普拉加蒂·达拉帕内尼在一封电子邮件中告诉《生活科学》杂志,“通过利用流体电极,研究人员创造出一种既能保持功能又可变形的电池。这可能会推动可穿戴和植入设备设计取得重大突破。”
这一发现的潜在应用领域广泛,包括胰岛素泵、心脏起搏器、助听器,以及融入用户身体电子设备的电子纺织品,还有能让机器人实现灵活弯曲的软机器人。
研究人员在研究中提到,他们的软电池基于导电塑料(共轭聚合物)和木质素制成,木质素是造纸的副产品。这种电池可充电和放电500次以上,且性能依旧稳定。它还能拉伸至原长度的两倍,且效果不受影响。
尽管研究人员表示电池并非十全十美,但由于该概念已在0.9伏特下得到验证,而大多数电池的充电电压至少为1.5伏特,因此他们正积极寻找化合物来提升电压能力。
“虽然前景一片光明,但必须评估液态电池的潜在风险,确保所用材料无毒,且能与人体皮肤长时间安全接触,”达拉帕内尼在谈及这项研究时写道。
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