De snelle ontwikkeling van draagbare technologie heeft een nieuwe impuls gekregen door een nieuwe ontwikkeling waarbij grafeen wordt gebruikt voor gedrukte elektronische apparaten.

Nieuw onderzoek van de Universiteit van Manchester heeft aangetoond dat flexibele batterijachtige apparaten rechtstreeks op textiel worden geprint met behulp van een eenvoudige zeefdruktechniek.

De huidige hindernis met draagbare technologie is hoe apparaten van stroom kunnen worden voorzien zonder de noodzaak van omslachtige batterijpakketten. Apparaten die bekend staan ​​​​als supercondensatoren zijn een manier om dit te bereiken. Een supercondensator werkt op dezelfde manier als een batterij, maar maakt snel opladen mogelijk, waardoor apparaten binnen enkele seconden volledig kunnen worden opgeladen.

Nu is een solid-state flexibel supercondensatorapparaat aangetoond door geleidende grafeenoxide-inkt te gebruiken om op katoenen stof te printen. Zoals gerapporteerd in het tijdschrift 2-D Materials vertoonden de bedrukte elektroden een uitstekende mechanische stabiliteit vanwege de sterke interactie tussen de inkt en het textielsubstraat.

Verdere ontwikkeling van met grafeenoxide bedrukte supercondensatoren zou het enorme potentieel van draagbare technologie tot norm kunnen maken. Hoogwaardige sportkleding die de prestaties bewaakt, ingebedde apparaten voor gezondheidsbewaking, lichtgewicht militair toestel, nieuwe klassen van mobiele communicatieapparatuur en zelfs draagbare computers zijn slechts enkele van de toepassingen die beschikbaar zouden kunnen komen na verder onderzoek en ontwikkeling.

Om deze nieuwe draagbare apparaten van stroom te voorzien, het energieopslagsysteem moet naast een hoge energie- en vermogensdichtheid ook een redelijke mechanische flexibiliteit hebben, goede operationele veiligheid, lange levensduur en lage kosten.

Dr. Nazmul Karim, Medewerker kennisuitwisseling, het National Graphene Institute en co-auteur van het artikel zei:"De ontwikkeling van op grafeen gebaseerde flexibele supercondensatoren van textiel met behulp van een eenvoudige en schaalbare printtechniek is een belangrijke stap in de richting van het realiseren van multifunctioneel draagbaar e-textiel van de volgende generatie."

"Het zal mogelijkheden bieden om een ​​milieuvriendelijk en kosteneffectief slim e-textiel te maken dat energie kan opslaan en tegelijkertijd menselijke activiteit en fysiologische toestand kan bewaken".

Grafeenoxide is een vorm van grafeen die relatief goedkoop kan worden geproduceerd in een inktachtige oplossing. Deze oplossing kan worden toegepast op textiel om supercondensatoren te creëren die deel gaan uitmaken van de stof zelf.

Dr. Amor Abdelkader, ook co-auteur van het artikel zei:"Textiel is een van de meest flexibele substraten, en voor de eerste keer we hebben een stabiel apparaat geprint dat energie kan opslaan en zo flexibel is als katoen.

"Het apparaat is ook wasbaar, waardoor het praktisch mogelijk is om het te gebruiken voor de toekomstige slimme kleding. We denken dat dit werk de deur zal openen voor het printen van andere soorten apparaten op textiel met 2-D-materialen."

De Universiteit van Manchester voltooit momenteel de bouw van haar tweede grote grafeenfaciliteit als aanvulling op het National Graphene Institute (NGI). Af te ronden in 2018, het £ 60 miljoen Graphene Engineering Innovation Centre (GEIC) wordt een internationale onderzoeks- en technologiefaciliteit.

De GEIC biedt het VK de unieke kans om een ​​leidende rol te spelen in grafeen en verwante tweedimensionale materialen. De GEIC zal voornamelijk door de industrie worden geleid en zich richten op proefproductie en karakterisering.