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石墨烯皱摺有助于提升电池电极性能

本文摘要:多孔的碳可在现代电池化学构成中生产出有最高效的电极,但是,美国布朗大学(BrownUniversity)的研究人员回应,业界为此不吃了一番苦头后再一教给了经验教训。他们指出应当从石墨烯氧化物(碳、氧与氢的人组)著手,然后仅有须要反覆搓揉石墨烯使其产生皱纹与皱摺,可让原本平缓的石墨烯薄片提升400%的性能,从而打造出电流密度更高的高效电池。

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多孔的碳可在现代电池化学构成中生产出有最高效的电极,但是,美国布朗大学(BrownUniversity)的研究人员回应,业界为此不吃了一番苦头后再一教给了经验教训。他们指出应当从石墨烯氧化物(碳、氧与氢的人组)著手,然后仅有须要反覆搓揉石墨烯使其产生皱纹与皱摺,可让原本平缓的石墨烯薄片提升400%的性能,从而打造出电流密度更高的高效电池。    将石墨烯放到膨胀片上使其产生皱纹与皱摺,有望强化石墨烯的特性(来源:BrownUniversity)  多代石墨烯氧化物架构可以利用特定的机械变形顺序加以编程,布朗大学教授RobertHurt与IanWong,以及博士后研究人员Po-YenChen及其他5位研究人员,联合在近期一期的《先进设备材料》(AdvancedMaterials)期刊中公开发表这项研究成果。

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  据研究人员讲解,每一种新的变形造成由现有较小图型的特性人组渐渐缩放,表明其具备结构性记忆。研究结果表明,这些多级的架构是超强亲水性的,需要像电化学电极一样展现出卓越的功能。  在捉脊石墨烯氧化物后,可使其具备高度的伸缩性、灵活性且会脱落,Wong回应,同时还能保持良好的导电性。这样的功能可用作能感测并对此外来性刺激的多功能穿着式装置,例如化学探测等。

  经由编程与记忆,布朗大学的研究人员指出,皱纹与皱摺可加以控制,在生产环境重覆展开。事实上,研究人员们早已创建一个可重覆步骤的参照目录了,需要表明如何经由编程一连串的皱纹与皱摺步骤,为每一种想的结果构建记忆。  为了准确地掌控皱纹与皱摺,布朗大学的研究人员在ShrinkyDinks收缩膜上沈积石墨烯ShrinkyDinks是一种能经冷却膨胀所预期量的聚合物。

接着在将这种聚合物沉淀丢弃后,才可留给剩是皱纹与皱褶的石墨烯。反复这一过程,直到以编程配方超过理想的结果为止,研究人员以求反复超过完全相同的结果,从而为制造商打开了生产更加优质电极的全新途径。  在研究人员们还尝试有所不同的配备,例如在揉皱与褶皱以前,试着夹紧一侧或薄膜另一端,探寻如何以水平或横向的有所不同方向掌控这一过程,以便在经常出现皱褶以前产生平行绉纹等。

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利用他们所谓的多代途径,研究人员们创建了一些配方目录,可使电极收缩到较原先尺寸更加密切40倍的大小。  研发人员们早已公开发表了结构的分类学(taxonomyofstructures)目录。下一步,研究人员们计划将这项技术尝试用作各种有所不同的材料上。

    以有所不同顺序膨胀的各种模式产生有所不同类型的结构(来源:BrownUniversity)  其他联合展开这项研究的人员还包括JaskiranjeetSodhi、YangQiu、ThomasValentin、RubenSpitzSteinberg以及ZhongyingWang等人。  编译器:SusanHong(参照原文:GrapheneBoostsBatteryElectrodes,byR.。


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