（文章來源：科學(xué)之門）
杜克大學(xué)和密歇根州立大學(xué)的研究人員已經(jīng)設(shè)計出一種新型超級電容器，即使被拉伸到原來的8倍大小，它也能保持完全的功能。它不會因反復(fù)拉伸而出現(xiàn)任何磨損，在10000次充放電循環(huán)后僅損失能量性能的幾個百分點(diǎn)。

很多對科技不熟悉的人會問，什么是超級電容器呢？其實它就像電池一樣能夠儲存能量，但和電池有一些重要的區(qū)別。與通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電荷的電池不同（手電筒里的干電池），這種超級電容器不能自己產(chǎn)生的電能，必須從外部充電。

說白了，超級電容器是一個獨(dú)立于電源、可伸縮、靈活的電子系統(tǒng)的一部分，應(yīng)用于可穿戴電子或生物醫(yī)學(xué)設(shè)備等領(lǐng)域。超級電容器能夠在短時間內(nèi)大量放電，而不是通過長時間緩慢的細(xì)流。它們的充放電速度也比電池快得多，比可充電電池能承受更多的充放電循環(huán)。這使得它們非常適合于短時間、高功率的應(yīng)用，例如在相機(jī)中設(shè)置閃光燈或在立體聲中設(shè)置放大器。

“我們的目標(biāo)是開發(fā)出能夠在拉伸、扭曲或彎曲等機(jī)械變形中生存而不喪失性能的創(chuàng)新設(shè)備，”微軟大學(xué)軟機(jī)械和電子實驗室主任曹說。但是，如果可伸縮電子設(shè)備的電源不可伸縮，那么整個設(shè)備系統(tǒng)將被限制為不可伸縮。

這種超級電容器會不會漏電呢？這種擔(dān)心是非常必要的，在我們的生活中，北方冬天取暖用的電熱毯傷人著火的例子非常多，因此大多數(shù)超級電容器和電路板上的任何其他元件一樣堅硬易碎，這就是為什么格拉斯花了多年時間研究一種可伸縮的版本。為了制造可伸縮的超級電容器，格拉斯和他的研究團(tuán)隊首先在硅片上種植了一片碳納米管森林——一片直徑只有15納米、高達(dá)20-30微米的數(shù)百萬納米管。大約是最小細(xì)菌的寬度和它感染的動物細(xì)胞的高度。

研究人員隨后在碳納米管森林的頂部覆蓋了一層金納米薄膜。就像一種集電器，它將器件的電阻降低了一個數(shù)量級，這使得器件的充放電速度更快，然后放松凝膠填充電極，使預(yù)應(yīng)變釋放，使其收縮到原來尺寸的四分之一。

“皺縮大大增加了小空間的可用表面積，從而增加了它所能容納的電荷量，”格拉斯解釋說如果我們有世界上所有的工作空間，一個平坦的表面將工作得很好。但是，如果我們想要一個可以在實際設(shè)備中使用的超級電容器，我們需要使它盡可能小。”

超級電容器不僅僅適用于穿戴設(shè)備。可伸縮超級電容器可以自行為一些未來的設(shè)備供電，也可以與其他組件結(jié)合，以克服工程上的挑戰(zhàn)。例如，超級電容器可以在幾秒鐘內(nèi)充電，然后緩慢地給作為設(shè)備主要能源的電池充電。這種方法已經(jīng)被用于混合動力汽車的再生制動，在混合動力汽車中，能量的產(chǎn)生速度比儲存速度要快。超級電容器提高了整個系統(tǒng)的效率。或者正如日本已經(jīng)證明的那樣，超級電容器可以為城市通勤巴士提供動力，在每一站上下乘客所需的短時間內(nèi)完成完全充電。

很多人想把超級電容器和電池結(jié)合在一起。超級電容器可以快速充電，并能經(jīng)受數(shù)千甚至數(shù)百萬次的充電循環(huán)，而電池可以儲存更多的電量，這樣它們就可以持續(xù)很長時間。把它們放在一起一定是完美組合。這種穿戴安全、充電快速的超級電容器無疑會讓我們的冬天變得更加溫暖、更加安全、更加美麗，也會讓交通變得更加快捷，科技改變生活。
（責(zé)任編輯：fqj）