Сүүлийн жилүүдэд шинжлэх ухаан хөгжиж, технологи байнга өөрчлөгдөж байгаатай холбогдуулан ухаалаг зүүдэг төхөөрөмжүүд судалгааны халуун цэгүүдийн нэг болоод байна. Зүүдэг электрон бүтээгдэхүүний эрчим хүчний хэрэгцээг хангахын тулд өндөр зэрэглэлийн ухаалаг зүүдэг төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлд эрчим хүч хадгалах шинэ технологийг ашиглах нь олны анхаарлыг татаж байна. Эрчим хүчний өндөр нягтралтай уян хатан суперконденсаторуудыг (FSCs) хөгжүүлэх нь шинэ эрчим хүчний салбарт тулгамдаж буй томоохон сорилтуудын нэг болсон.

Хоёр хэмжээст борын нано хуудас нь онолын хувьд графенаас дөрөв дахин их багтаамжтай бөгөөд суперконденсаторуудын электродуудад илүүд үздэг материалуудын нэг юм. Гэсэн хэдий ч давхарга хоорондын дамжуулалтын зөрүү, жижиг гадаргуугийн талбай, сүвэрхэг чанар багатай тул хэт конденсаторуудад хэрэглэх үед цэнэгийн дамжуулалт, ионы тархалт, хадгалалтыг ноцтойгоор хязгаарлаж, эрчим хүчний нягтралыг сайжруулахад хэцүү байдаг. Иймээс өндөр сүвэрхэг, том хувийн гадаргуутай, эрчим хүчний өндөр нягтрал бүхий 2 хэмжээст борын суурьтай шинэ FSC-ийг хөгжүүлэх нь судалгааны чухал сэдэв болоод байна.

Дээрх асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд Нанжингийн Технологийн Их Сургуулийн судалгааны баг борын нано хуудасны захиалгат нано бүтэц зохион бүтээхээс эхэлж, бичил шингэний электростатик ээрэх технологийг ашиглан анизотропик бор-нүүрстөрөгчийн гетероген нано хуудас (ABCNs) шилэн электродыг бэлтгэсэн. Доороос дээш хийн фазын хөрс хуулалт ба конденсацийн стратеги дээр үндэслэн их хэмжээний борын хоорондох bB холбоог нээж, 2 хэмжээст борын нано хуудас үүсгэсэн. Үүний зэрэгцээ, bC химийн холбоог bC nanoshet-д нэвтрүүлж, азотоор баяжуулсан нүүрстөрөгчийн наношийг газар дээр нь хахуульдаж, бор-нүүрстөрөгчийн давхар давхаргын гетероген нано хуудас үүсгэсэн. Нано хуудас нь интерфейсийн холболтыг сайжруулж, цэнэг дамжуулах чадварыг сайжруулж, ионы кинетик тархалт, хадгалалтыг үр дүнтэй дэмжиж чадна.

ABCN-ийн синтезийн зарчим ба блок бор, бор нано хуудас, ABCN-ийн морфологи

Үүний зэрэгцээ, механик уян хатан чанар муутай, FSC электродуудыг том талбайд бэлтгэхэд бэрхшээлтэй тулгардаг тул судлаачид микрофлюид электростатик ээрэх аргыг (уламжлалт цахилгаан статик ээрэхтэй харьцуулахад) өндөр уян хатан, өндөр дамжуулалттай даавууны электродуудыг бүтээжээ. ээрэх шингэний бүтцийг шингэний ламинар урсгал ба тархалтын шинж чанарыг ашиглан динамикаар удирдаж болно). Даавууны электродоор бүтээгдсэн FSC-ууд нь 167.05 mWh/cm3 эрчим хүчний нягт, 534.5 F/cm3 эзэлхүүний багтаамжтай, хэт өндөр эрчим хүч хадгалах хүчин чадалтай байсан нь FSC-ийн элэгддэг том хэв гажилтын цахилгаан хангамжийг ашиглах үндэс болсон.

Микрофлюид электроспинингээр бэлтгэсэн ABCNs нанокомпозит шилэн мембран ба түүний шинж чанарууд

Дээрх судалгаан дээр үндэслэн FSC болон даралт мэдрэгчийг даавуунд нэгтгэж өмсөж болох энерги мэдрэгч системийг бүрдүүлсэн бөгөөд энэ нь бугуйны судасны цохилт, зүрхний цохилт, хуруу, нуруу гэх мэт хүний ​​биеийн янз бүрийн физиологийн дохиог бодит цаг хугацаанд тогтмол хянах боломжтой юм. хүзүү гулзайлгах дохио гэх мэт нь өмсөж болох талбарт FSC-ийг практикт ашиглах шинэ арга замыг бий болгодог.

Зүүж болох эрчим хүчний хуримтлал - мэдрэгч систем ба түүний хэрэглээ

Дипломын ажлын холбоос: https://doi.org/10.1002/anie.202011523