(Phys.org) —Un display del telefono cellulare per la manica della giacca, Sonde ECG per i tuoi indumenti da allenamento:sono richiesti dispositivi elettronici indossabili. Affinché i tessuti con elettronica integrata funzionino per lunghi periodi di tempo, tutti i componenti devono essere flessibili ed elastici. Nel diario Angewandte Chemie , I ricercatori cinesi hanno ora introdotto un nuovo tipo di supercondensatore che soddisfa questo requisito. I suoi componenti sono a forma di fibra e basati su nanotubi di carbonio.
Per dispositivi elettronici da incorporare in tessuti o pellicole di plastica, i loro componenti devono essere estensibili. Questo è vero per i LED, celle solari, transistor, circuiti, e batterie, nonché per i supercondensatori spesso utilizzati per la memoria statica ad accesso casuale (SRAM). SRAM viene spesso utilizzata come cache nei processori o per l'archiviazione locale su chip, così come in dispositivi che devono mantenere i propri dati per diversi anni senza alcuna fonte di alimentazione.
I componenti elettronici estensibili precedenti sono stati generalmente prodotti in un formato planare convenzionale, che è stato un ostacolo al loro ulteriore sviluppo per l'uso in piccole, leggero, elettronica indossabile. I tentativi iniziali di produrre supercondensatori sotto forma di fili o fibre hanno prodotto componenti flessibili, ma non estensibili. Però, l'elasticità è una caratteristica richiesta per una serie di applicazioni. Per esempio, i tessuti elettronici si strapperebbero facilmente se non fossero elastici.
Un team guidato da Huisheng Peng alla Fudan University ha ora sviluppato una nuova famiglia di capi altamente elastici, a forma di fibra, supercondensatori ad alte prestazioni. I dispositivi sono realizzati mediante un processo di avvolgimento con una fibra elastica al centro. La fibra è rivestita con un gel elettrolitico e un sottile strato di nanotubi di carbonio è avvolto attorno ad essa come un foglio di carta. Questo è seguito da un secondo strato di gel elettrolitico, un altro strato di involucro di nanotubi di carbonio, e uno strato finale di gel elettrolitico.
I delicati "fogli" di nanotubi di carbonio sono prodotti mediante deposizione chimica da vapore e un processo di filatura. Nei fogli questo metodo produce, i minuscoli tubi sono allineati in parallelo. Questi tipi di strati mostrano una notevole combinazione di proprietà:sono altamente flessibili, resistente allo strappo, conduttivo, e termicamente e meccanicamente stabile. Nelle fibre della ferita, i due strati di nanotubi di carbonio fungono da elettrodi. Il gel elettrolitico separa gli elettrodi l'uno dall'altro stabilizzando i nanotubi durante l'allungamento in modo da mantenere il loro allineamento. Ciò si traduce in fibre supercondensatori con un'elevata capacità che viene mantenuta dopo molti cicli di stiramento.
