Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Popular

Mikro superkapasitor yang dapat direntangkan ke perangkat yang dapat dipakai dengan daya sendiri – ScienceDaily


Sistem yang dapat direntangkan yang dapat memanen energi dari pernapasan dan gerakan manusia untuk digunakan dalam perangkat pemantauan kesehatan yang dapat dikenakan dimungkinkan, menurut tim peneliti internasional, yang dipimpin oleh Huanyu “Larry” Cheng, Profesor Pengembangan Karir Dorothy Quiggle di Departemen Penn State Ilmu Teknik dan Mekanika.

Tim peneliti, dengan anggota dari Penn State dan Minjiang University dan Nanjing University, keduanya di China, baru-baru ini mempublikasikan hasilnya di Energi Nano.

Menurut Cheng, versi baterai dan superkapasitor saat ini yang menggerakkan perangkat pemantauan kesehatan dan diagnostik yang dapat dikenakan dan dapat diregangkan memiliki banyak kekurangan, termasuk kepadatan energi yang rendah dan daya regangan yang terbatas.

“Ini adalah sesuatu yang sangat berbeda dari apa yang telah kami kerjakan sebelumnya, tetapi ini adalah bagian penting dari persamaan,” kata Cheng, mencatat bahwa kelompok penelitian dan kolaboratornya cenderung fokus pada pengembangan sensor di perangkat yang dapat dikenakan. “Saat mengerjakan sensor gas dan perangkat lain yang dapat dikenakan, kami selalu perlu menggabungkan perangkat ini dengan baterai untuk menyalakannya. Menggunakan mikro-superkapasitor memberi kami kemampuan untuk memberi daya sendiri pada sensor tanpa perlu baterai.”

Alternatif untuk baterai, mikro-superkapasitor adalah perangkat penyimpanan energi yang dapat melengkapi atau mengganti baterai lithium-ion di perangkat yang dapat dikenakan. Micro-supercapacitors memiliki footprint kecil, kepadatan daya tinggi, dan kemampuan untuk mengisi dan mengosongkan dengan cepat. Namun, menurut Cheng, ketika dibuat untuk perangkat yang dapat dikenakan, superkapasitor mikro konvensional memiliki geometri bertumpuk “seperti sandwich” yang menampilkan fleksibilitas yang buruk, jarak difusi ion yang panjang, dan proses integrasi yang kompleks bila dikombinasikan dengan perangkat elektronik yang dapat dikenakan.

Hal ini mengarahkan Cheng dan timnya untuk mengeksplorasi arsitektur perangkat alternatif dan proses integrasi untuk memajukan penggunaan mikrokapasitor dalam perangkat yang dapat dikenakan. Mereka menemukan bahwa mengatur sel mikro-superkapasitor dalam tata letak jembatan pulau yang berkelok-kelok memungkinkan konfigurasi meregang dan menekuk di jembatan, sekaligus mengurangi deformasi superkapasitor mikro – pulau. Ketika digabungkan, struktur tersebut menjadi apa yang para peneliti sebut sebagai “array mikro-superkapasitor.”

“Dengan menggunakan desain jembatan pulau saat menghubungkan sel, susunan mikro-superkapasitor menunjukkan peningkatan daya regangan dan memungkinkan untuk keluaran tegangan yang dapat disesuaikan,” kata Cheng. “Ini memungkinkan sistem untuk direntangkan secara terbalik hingga 100%.”

Dengan menggunakan nanosheets seng-fosfor ultrathin yang tidak berlapis dan busa graphene yang diinduksi laser 3D – bahan nano yang sangat berpori dan dapat menghangatkan diri – untuk membangun desain jembatan pulau dari sel, Cheng dan timnya melihat peningkatan drastis dalam bidang listrik. konduktivitas dan jumlah ion bermuatan yang diserap. Ini membuktikan bahwa susunan mikro-superkapasitor ini dapat mengisi dan melepaskan secara efisien dan menyimpan energi yang dibutuhkan untuk menyalakan perangkat yang dapat dikenakan.

Para peneliti juga mengintegrasikan sistem dengan triboelectric nanogenerator, sebuah teknologi baru yang mengubah gerakan mekanis menjadi energi listrik. Kombinasi ini menciptakan sistem bertenaga sendiri.

“Saat kami memiliki modul pengisian daya nirkabel yang didasarkan pada triboelectric nanogenerator, kami dapat memanen energi berdasarkan gerakan, seperti menekuk siku atau bernapas dan berbicara,” kata Cheng. “Kami dapat menggunakan gerakan manusia sehari-hari ini untuk mengisi daya mikro-superkapasitor.”

Dengan menggabungkan sistem terintegrasi ini dengan sensor regangan berbasis graphene, array mikro-superkapasitor penyimpan energi – diisi oleh nanogenerator triboelektrik – dapat memberi daya pada sensor, kata Cheng, menunjukkan potensi sistem ini untuk memberi daya pada perangkat yang dapat dikenakan, perangkat merenggang.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Penn State. Asli ditulis oleh Tessa M. Pick. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Lagutogel/a>