p (Phys.org) —A aparência padrão dos dispositivos eletrônicos de hoje como sólidos, objetos pretos podem um dia mudar completamente à medida que os pesquisadores criam componentes eletrônicos transparentes e flexíveis. Trabalhando em direção a esse objetivo, pesquisadores em um novo estudo desenvolveram transparente, supercapacitores flexíveis feitos de filmes de nanotubos de carbono. Os dispositivos de alto desempenho poderiam um dia ser usados ​​para armazenar energia para tudo, desde eletrônicos vestíveis a fotovoltaicos. p Os pesquisadores, Kanninen et al. , de instituições na Finlândia e na Rússia, publicaram um artigo sobre os novos supercapacitores em uma edição recente da Nanotecnologia .

p Em geral, supercapacitores podem armazenar várias vezes mais carga em um determinado volume ou massa do que os capacitores tradicionais, têm taxas de carga e descarga mais rápidas, e são muito estáveis. Ao longo dos últimos anos, os pesquisadores começaram a trabalhar na fabricação de supercapacitores que são transparentes e flexíveis devido ao seu uso potencial em uma ampla variedade de aplicações.

p "As aplicações potenciais podem ser divididas em duas categorias:produtos de alto valor estético, como faixas de atividades e roupas inteligentes, e usos finais inerentemente transparentes, como monitores e janelas, "coautora Tanja Kallio, um professor associado da Aalto University, que atualmente é professor visitante no Instituto de Ciência e Tecnologia Skolkovo, contado Phys.org . "Os últimos incluem, por exemplo, aplicações futuras como janelas inteligentes para automóveis e veículos aeroespaciais, monitores enrolados com alimentação própria, optoeletrônica vestível com alimentação própria, e pele eletrônica. "

p O tipo de supercapacitor desenvolvido aqui, chamado de capacitor eletroquímico de camada dupla, é baseado em carbono de alta área superficial. Um dos principais candidatos para este material são os nanotubos de carbono de parede única devido à sua combinação de muitas propriedades atraentes, incluindo uma grande área de superfície, força elevada, alta elasticidade, e a capacidade de suportar correntes extremamente altas, o que é essencial para um carregamento e descarregamento rápido.

p O problema até agora, Contudo, foi que os nanotubos de carbono devem ser preparados como filmes finos para serem usados ​​como eletrodos em supercondensadores. As técnicas atuais para a preparação de filmes finos de nanotubos de carbono de parede única têm desvantagens, frequentemente resultando em nanotubos defeituosos, condutividade limitada, e outras limitações de desempenho.

p No novo estudo, os pesquisadores demonstraram um novo método para fabricar filmes finos feitos de nanotubos de carbono de parede única usando um método de síntese de aerossol de uma etapa. Quando incorporado a um supercapacitor, os filmes finos exibem a maior transparência até o momento (92%), a maior capacitância específica de massa (178 F / g), e uma das maiores capacitâncias específicas de área (552 µF / cm ² ) em comparação com outros baseados em carbono, flexível, supercondensadores transparentes. Os filmes também têm uma alta estabilidade, como demonstrado pelo fato de que sua capacitância não se degrada após 10, 000 ciclos de carregamento.

p Com essas vantagens, o novo dispositivo ilustra a melhoria contínua no desenvolvimento de sistemas transparentes, supercapacitores flexíveis. No futuro, os pesquisadores planejam melhorar ainda mais a densidade de energia, flexibilidade, e durabilidade, e também tornar os supercondensadores extensíveis.

p "Mais uma característica importante a ser realizada e esperada com urgência na eletrônica do futuro é a elasticidade dos materiais condutores e componentes eletrônicos montados, "disse o co-autor Albert Nasibulin, professor do Instituto de Ciência e Tecnologia Skolkovo e professor adjunto da Universidade Aalto. "Junto com a Tanja, estamos atualmente trabalhando em um novo tipo de supercapacitor de nanotubo de carbono de parede única elástico e transparente. Estamos confiantes de que é possível criar protótipos baseados em nanotubos de carbono que podem resistir a 100% de alongamento sem degradação de desempenho. " p © 2016 Phys.org