(PhysOrg.com) -- Onderzoekers van Stanford zijn overgestapt van het maken van batterijen van papier naar het maken van batterijen van stof. Je T-shirt kan een verlichte, bewegende weergave.

Een team van Stanford-onderzoekers produceert batterijen en eenvoudige condensatoren van gewoon textiel dat is ondergedompeld in inkt met nanodeeltjes. Het geleidende textiel - genaamd "eTextiles" - vertegenwoordigt een nieuwe klasse van geïntegreerde energieopslagapparaten, geboren uit de synthese van prehistorische technologie met geavanceerde materiaalwetenschap.

"We hebben allerlei materialen ontwikkeld, proberen de batterijprestaties te revolutioneren, " zei Yi Cui, assistent-professor materiaalkunde en techniek aan Stanford. "Onlangs, we begonnen na te denken over hoe we batterijen op een heel andere manier dan voorheen konden maken."

Terwijl conventionele batterijen worden gemaakt door metaalfolie in een deeltjessuspensie te coaten en deze in compacte vorm te rollen - een kapitaalintensief proces - werd het nieuwe energietextiel vervaardigd met behulp van een eenvoudige "dompel- en droogprocedure", waarbij een strook stof wordt gecoat met een speciale inktformule en gedroogd in de oven.

De procedure werkt voor het vervaardigen van batterijen of supercondensatoren, afhankelijk van de inhoud van de inkt - oxidedeeltjes zoals LiCoO ₂ voor batterijen; geleidende koolstofmoleculen (enkelwandige koolstofnanobuizen, of SWNT's) voor supercondensatoren. Tot nu toe, het team heeft alleen zwarte inkt gebruikt, maar Cui zei dat het mogelijk is om een ​​reeks kleuren te produceren door verschillende kleurstoffen aan de koolstofnanobuisjes toe te voegen.

Efficiënte energieopslag

Bovendien, de lichtgewicht, flexibel en poreus karakter van natuurlijke en synthetische vezels heeft bewezen een ideaal platform te zijn voor het absorberen van geleidende inktdeeltjes, volgens postdoctoraal wetenschapper Liangbing Hu, die het onderzoek naar energietextiel leidde. Dat helpt verklaren waarom behandeld textiel zulke efficiënte energieopslagapparaten is, hij zei.

Cui's team had eerder papieren batterijen en supercondensatoren ontwikkeld met een soortgelijk proces, maar het nieuwe energietextiel vertoonde enkele duidelijke voordelen ten opzichte van hun papieren voorgangers. Met een gerapporteerde energiedichtheid van 20 Wattuur per kilogram, een stuk eTextile met een gewicht van 0,3 kilogram (ongeveer een ounce, het geschatte gewicht van een T-shirt) kan tot drie keer meer energie bevatten dan de batterij van een mobiele telefoon.

Naast een verbeterde energieopslagcapaciteit, eTextiles zijn opmerkelijk duurzaam en kunnen grotere mechanische belasting weerstaan.

"Het geheel kan ook rekbaar zijn, en strekken zich uit tot meer dan tweemaal zijn lengte, " legde Hu uit. "Je kunt het wassen, stop het in allerlei oplosmiddelen - het is erg stabiel."

De mogelijke toepassingen van draagbare stroom zijn talrijk, variërend van gezondheidsmonitoring tot bewegende displaykleding. (Het laatste, Cui mijmerde, zou een behoorlijke plons maken als het wordt gedragen door Stanford-sportteams.)

Cui zei dat de nieuwe eTextiles voor veel buzz zorgen op brancheconventies, waar grote merken interesse hebben getoond in het ontwikkelen van reactieve, hoogwaardige sportkleding met behulp van de nieuwe technologie. Het Amerikaanse leger onderzoekt ook de mogelijkheid om energietextiel te integreren in zijn gevechtsuitrusting, een zet die op een dag de draaglast van een soldaat kan verlichten.

Interesse in het ontwikkelen van nieuwe markten

"Er is echt veel interesse in het ontwikkelen van nieuwe markten in consumentenelektronica, Cui samengevat. "We zijn er nog niet, maar dit is een opkomende industrie."

Ondertussen, het team zal zijn huidige onderzoekstraject voortzetten met twee thema's in gedachten:hoe eTextiles het beste in echte markten kunnen worden geïntroduceerd, en de fundamentele wetenschap achter wat ervoor zorgt dat hun product zo effectief werkt.

"Dit is het juiste moment om echt te zien wat we leren van nanowetenschap en praktische toepassingen te doen die [zeer] veelbelovend zijn, " Cui said. "The beauty of this is it combines the lowest cost technology that you can find to the highest tech nanotechnology to produce something great. I think this is a very exciting idea… a huge impact for society."