可穿戴技術重大突破:有機納米材料制成柔性存儲器

可穿戴技術重大突破:有機納米材料制成柔性存儲器

目前的可穿戴電子設備中,有機納米材料并沒有得到更廣泛應用,主要是因為它們無法產生柔性、非易失、具有實用的讀寫速度的存儲器。最近,一組國際研究人員團隊的突破性研究,解決了這一問題。

有機納米材料,作為一項常規技術突破,已廣泛應用于柔性電子領域,例如制成柔性邏輯電路或者顯示器。但是,目前的可穿戴電子設備中,有機納米材料并沒有得到更廣泛應用,主要是因為它們無法產生柔性、非易失、具有實用的讀寫速度的存儲器。最近,一組國際研究人員團隊的突破性研究,解決了這一問題。

研究簡介

最近,法國斯特拉斯堡大學、國家科學研究中心(CNRS)、柏林洪堡大學 、斯洛文尼亞新戈里察大學的一組研究人員,合作開發了一種柔性、非易失、由有機納米材料組成的光學存儲薄膜晶體管設備,成為可穿戴電子領域的又一項重大突破。

開發柔性有機存儲器所面臨的挑戰

目前為止,開發柔性有機存儲器的主要挑戰來自于:創建穩定的、不會隨著時間推移失去數據的、柔性的、提供具有實用性的擦寫循環(持久)的系統。

該設備的原理和優勢

團隊通過發表在《自然納米技術》雜志上的論文,解釋了通過一種稱為"二芳基乙烯 "(DAEs)的分子制造這種設備,能夠在兩種狀態(稱為打開或者關閉的形式)之間切換。從寫入轉向擦除的過程很簡單,只需要調節照射材料的光線波長(藍光用于寫,綠光用于擦除)。

未來展望

目前,設備的制造還停留在實驗室原型階段,所以體積達1平方毫米,顯得比較大。為了使得這些存儲器成為商用產品,還需要進行小型化和封裝。研究人員已經在進行這些工作,并且計劃繼續測試設備在封裝后的性能和穩定性,另外也將檢驗制造工藝是否符合工業輸出標準,例如卷對卷制程和噴墨印刷。

來自柏林洪堡大學的團隊成員Stefan Hecht認為:

"通過其他有機元器件(有機發光二極管和有機場效應晶體管)實現電子設備,是重要的一步,因為整個系統會因為有機電子的優勢而受益。"

未來,隨著材料技術和制造工藝的進一步發展,制造成本進一步降低,有機電子設備會越來越多地在可穿戴和其他柔性電子設備中應用。

荷蘭開發新鋰電池技術:采用純硅陽極 電池容量增加50%

荷蘭能源研究中心(Energy research Centre of the Netherlands;ECN)開發出新的鋰電池能量儲存技術,據稱可讓充電電池增加50%的儲存容量。

為了商用化這項新發明,ECN還成立了一家新創公司--LeydenJar Technologies。

該技術采用純硅陽極,取代了鋰離子電池傳統上所使用的石墨陽極,從而使鋰離子電池的組件儲存容量增加了10倍,整個電池的儲存容量則提升了50%。然而,采用硅晶的問題在于當電池充電時會隨之膨脹,使得組件的尺寸增加三倍,而可能使硅層變脆,并導致電池材料碎裂。

ECN使用以等離子為基礎的奈米技術,將硅排列在銅箔上,從而為可能發生的膨脹現象創造足夠的空間,讓電池得以保持穩定。針對商業化應用,這一硅層最終約需要薄至10微米,這幾乎要比一張紙更薄10倍。

ECN的研究人員Wim Soppe從12年前開始開發薄膜太陽能電池時,就一直在探索這種材料。他表示,"對于太陽能電池來說,這種材料并不穩定,但我們發現這項技術對于鋰離子電池來說極具發潛力。"

ECN的技術轉移經理Sjoerd Wittkampf表示,全世界都大力投入研究,期望進一步改善鋰離子電池。"在這方面,幾乎每隔幾星期就會有重大突破發布。這些新發現通常關注于僅能在實驗室環境下進行小規模生產的材料。"

"而讓ECN的開發成果如此被看好的原因在于:用于大量生產這種材料的技術近在咫尺,因為它就類似于目前用于太陽能電池的生產制程。我們認為,這將有助于為我們帶來獨特的優勢。在LeydenJar Technologies成立后,我們將轉移這項技術,最終并使其上市,為電池產業與創投業者(VC)之間尋求最佳契合。

LeydenJar Technologies共同創辦人Chris TIan Rood表示,"由于鋰離子電池的應用普遍,新成立的公司將專注于三個主要的市場領域,即電動車(EV)、消費性電子,以及可再生能源儲存。"

"目標是為大型電池制造商提供技術。在未來的示范工廠中,我們希望為第一批客戶生產硅陽極,并展示這項技術在量產時的競爭力。"