تولید ابرخازن با ساندویچ کردن یک ژل بین دو لایه گرافن

به گزارش خبرگزاری مهر، تصور کنید اگر تلفن شما همیشه روشن باشد و داده‌ها را پردازش کند، باتری آن چه مدت دوام خواهد داشت؟ سه ساعت؟ یک ساعت؟ نسل بعدی ادوات الکترونیکی نیازمند این نوع پردازش‌ها بود یعنی به صورت دائمی لازم است که کار کنند که این به معنای نیاز به مصرف دائمی انرژی است. باتری‌های فعلی توان تامین چنین نیازی را ندارند.

ابرخازن‌ها می‌توانند مقادیر بیشتری انرژی را در همان فضای قبلی باتری‌ها ذخیره کنند. یکی از مشکلات ابرخازن‌ها فقدان قابلیت انعطاف‌پذیری آن‌ها است. به تازگی محققان دانشگاه دوک و موسسه فناوری ماساچوست، موفق به ساخت ورق‌های گرافنی شدند که علاوه بر استحکام بالا از انعطاف‌پذیری نیز برخوردار هستند. این گروه نتایج یافته‌های خود را در نشریه Scientific Reports منتشر کردند.

گرافن از لایه‌ای اتم‌های کربن به ضخامت یک اتم ضخامت ساخته شده است. برای ایجاد ابرخازن، این گروه لایه‌ای از ژل منعطف را بین دو ورق گرافن به صورت ساندویچی قرار دادند. با این کار ساختاری منعطف برای تولید ابرخازن ساخته شد.

چنین ابرخازنی اگر نیاز به خم شدن داشته باشد گرافن به راحتی می‌تواند تغییر حالت دهد. ساختار ساندویچی گرافنی را می‌توان تا هشت برابر حالت اولیه خود کشید بدون این که عملکرد آن دستخوش تغییر شود. نتایج نشان داد که تا هزار بار می‌توان این ساختار را کشید و دوباره صاف کرد بدون این که آسیبی ببیند.

این تیم اعلام کرد که این ساختار گرافنی قادر است حسگرها و باتری‌ها را نیز متحول کند. آزمایشگاه‌های دیگری نیز در حال حاضر روی گرافن کار می‌کنند. به عنوان مثال، در دانشگاه جورج واشنگتن، محققان گرافن را با نانولوله‌های کربنی مخلوط کرده تا جوهر ایجاد کنند. این جوهر عملکردی شبیه به همان ژل را در تحقیقات محققان دانشگاه دوک دارد.

طبیعت فوق‌العاده نازک گرافن باعث می‌شود که استفاده از آن برای لوازم الکترونیکی پوشیدنی مناسب باشد. فناوری پوشیدنی می‌تواند روزی مستقیم در لباس ما بافته شود یا در بدن ما تعبیه شود. برای چنین کاری، گرافن بسیار مفید و موثر است.