圖片說明：萊斯大學(xué)的科學(xué)家使用激光將圖案繪制在硼注聚酰亞胺材料上，制成了內(nèi)部具有交錯互扣手指狀的超級電容器，這一電容器可以用于柔性科穿戴電子設(shè)備上。

　　萊斯大學(xué)（Rice University）科學(xué)家設(shè)計出了微型超級電容器，此項(xiàng)設(shè)計或許能推動可穿戴電子設(shè)備升級換代。將硼融入到激光效應(yīng)的石墨烯設(shè)備中，其性能將會大大提高。

　　萊斯實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家James Tour使用商用激光，在普通聚合物上燒制圖案，制成了輕薄、柔性的超級電容器。激光僅僅保留了頂層20微米的碳，使之成為相連的石墨烯泡沫狀矩陣。注入硼酸聚合物后，研究人員發(fā)現(xiàn)原材料的儲存電荷的能力翻了兩番，從而提高了材料的能量密度。

　　科學(xué)家們聲稱，這一簡單的制作過程也適用于制作催化劑、發(fā)射器組件、太陽能電池和鋰電池組件等。

　　這項(xiàng)研究發(fā)表在ACS Nano 上。

　　就如同閃光燈一樣，超級電容器可以以極快的速度進(jìn)行充電和放電。研究人員聲稱，超級電容器可以提高口袋設(shè)備的電池能效，也包括其它的重電力應(yīng)用設(shè)備，如電動車等的電池能效。同時，超級電容器具有體型小、柔性強(qiáng)、易包裝等特點(diǎn)，用途廣泛。

　　圖片說明：萊斯大學(xué)的科學(xué)家使用激光將圖案繪制在硼注聚酰亞胺材料上，制成了內(nèi)部具有交錯互扣手指狀的超級電容，這一電容可以用于柔性科穿戴電子設(shè)備上。

　　在早期的研究中，萊斯大學(xué)的研究生Peng Zhiwei實(shí)驗(yàn)了多種聚合物后，發(fā)現(xiàn)使用商用聚酰亞胺是最佳方案。在進(jìn)一步的研究中，實(shí)驗(yàn)室將硼酸融入到聚酰胺酸中，濃縮成硼注聚酰亞胺板，然后使用激光進(jìn)行光蝕。

　　研究人員說道：與無硼電容器相比，硼注超級電容器儲電能力增強(qiáng)了3倍，能量密度增強(qiáng)9倍。同時，新設(shè)備在進(jìn)行12000次穩(wěn)定的充電-放電循環(huán)過程后，依然能夠保持90%的原有性能；在進(jìn)行8000次彎曲測試后，超級電容器仍完好無損。

　　圖片說明：上圖是電子顯微鏡下的硼注聚酰亞胺泡沫的表面，以及被激光光蝕后的石墨烯。這一新材料有望應(yīng)用于高效、柔性的電子設(shè)備能量儲備設(shè)備中。

　　Tour教授說道：這一新技術(shù)將會運(yùn)用到微型超級電容器的工業(yè)化生產(chǎn)中去。我們的研究表明，在對聚合物薄膜進(jìn)行激光光蝕之前，可以添加其它化學(xué)元素和化學(xué)物質(zhì)，從而調(diào)整和改進(jìn)該材料的性能。一旦進(jìn)行激光光蝕，其它化學(xué)元素就能真正地提高超級電容器的性能，使其更加適用于工業(yè)應(yīng)用中。

　　圖片說明：上圖是萊斯大學(xué)的科學(xué)家使用激光對聚合物材料片進(jìn)行光蝕，形成的石墨烯邊緣的電子顯微鏡影像。這些邊緣使得這種材料適用于制備微型超級電容器。 

　　圖片說明：由萊斯大學(xué)設(shè)計的微型超級電容器或許能成為可穿戴設(shè)備的新發(fā)展的重要因素。在進(jìn)行激光光蝕之前，使用硼對原材料進(jìn)行處理，從而提高了激光效應(yīng)石墨烯設(shè)備的性能。