Волокна из графена позволят создать "умную" одежду

Силами австралийских и ирландских ученых, группу которых возглавил Гордон Уоллес (Gordon Wallace) из Вуллонгонгского университета (Австралия), создана нить из оксида графена. Она продемонстрировала рекордную емкость, которую удавалось хоть когда-либо достигнуть для нитей, основанных на графене или его соединениях.

 

Материалы, у которых такая рекордная емкость, обычно рассматривают специалистами в качестве потенциальных суперконденсаторов. Их характеристики обеспечивают сохранность значительного количества энергии, и при этом материалы могут чрезвычайно быстро отдавать ее, если, конечно, это вдруг потребуется. К тому же они потом точно так же стремительно могут заряжаться. 

 

Отметим, что ранее другие ученые не только заявили про существование суперконденсаторов на углеродных нанотрубках и графене, но и продемонстрировали их. Однако результаты их работы оставляли желать лучшего. Рекордом стали 265 фарад на грамм. Подчеркнем при этом, что, по некоторым расчетам, графен вполне может достигнуть уровня в 500 Ф/г и даже больше.

 

Чтобы производить «графеновые» волокна, применяли так называемый метод мокрого прядения. Он позволял получить пористые графеновые нити. Однако эти нити были прочные, неограниченной длины и с модулем Юнга, который равен 29 ГПа. Это много больше по сравнению с обычной сталью. Иначе говоря, такие нити практически невозможно растянуть. Что касается прочности, то фактически удалось получить искусственную альтернативу хорошей пеньке.

 

Подобные нити свивают из равных частей оксида графена и восстановленного оксида графена. Емкость устройств на таком волокне достигла отметки в 410 Ф/г. То есть она выше в 1,5 раза и даже больше по сравнению с предшествующим рекордным показателем. Вместе с тем это около 80% от теоретически достижимого максимума.

 

Какая сфера станет самая перспективная для того, чтобы в ней было найдено практическое применение этой прочной и гибкой нити? Как считают материаловеды, этой сферой могут стать портативные накопители энергии для носимой электроники. 

 

Также возможно создание и такого рода продукции, как «умный текстиль». Речь идет об электронных устройствах минимальной толщины, интегрируемых прямо в одежду. При этом отметим, что они способны испытывать высокие нагрузки. Например, регулярно проходить стирку так, чтобы при этом не снижались потребительские качества. 

 

Здесь уместно будет сказать, что сейчас есть химические аккумуляторы, которые могут снабжать энергией такую электронику, однако у них низкая способность переносить стирку и грубое обращение. А ведь этого не скажешь про новое волокно на оксиде графена.