南京大学孔德圣教授团队研发柔性超级电容器可穿戴智能设备、软体机器人

【南京大学孔德圣教授团队研发柔性超级电容器】可穿戴智能设备、软体机器人等可以进行弯曲、拉伸，已不足奇。那么，日常生活中使用的电池等电容器是否可以根据需要进行“变身”呢？近日，南京大学孔德圣教授团队研发出了拥有多件专利的柔性超级电容器，能够在反复拉伸1000次后仍可保持90%的储能能力。
“高性能的功能材料是构建各种柔性、弹性电子器件的物质基础。”孔德圣介绍，团队立足发展具有优异可拉伸性的导电电极、透明电极、反光电极和储能电极等新型功能材料。在材料制备上，团队筛选出具备基本储能性能的材料，根据它们的结构特点，改善其机械性能，使其能够弯曲乃至拉伸，从而满足器件的应用需求。
谈及柔性超级电容器的研发过程，孔德圣表示，团队通过反复实验，对合成条件精细调控优化，合成出较好的材料。在拉伸电极的制备过程中，团队应用了抽滤、转移等一系列技术，提交了“可拉伸电路及其加工方法”“一种柔性电极及其制备方法”等发明专利申请，实现了可拉伸储能器件的初步制备。
孔德圣介绍，器件功能和机械稳定性之间有一定冲突。为了进一步优化电极的拉伸性和可靠性，团队做了很多测试，发现薄膜的电化学性能、机械性能与薄膜的厚度高度相关。这一重要发现使得研究方向更加明确。最终，团队通过系统优化电极的结构，获得了理想的性能。
除了柔性超级电容器，团队还在弹性可拉伸电子的材料、图案化加工、可穿戴传感和电子系统集成方面进行了一系列的专利布局，拥有“一种选区激光图案化制备柔弹性电极的方法”“一种基于移动终端拍摄比色法的汗液多成分含量和酸碱度同时检测方法”等多件发明专利。在这些专利基础上，团队研制出可以贴合皮肤的显示器、基于肌肉电信号的人机触控接口以及可以植入体内的器官检测贴片等典型器件。
柔性电子技术经过多年的发展，诸如柔性屏、柔性传感等产品已开始逐渐融入生活当中。然而，柔性电子技术从转化角度看尚处于萌芽阶段，大部分的材料制备和器件设计方面均有很多技术空白和研发空间。大量新材料、新器件、新产品的成熟度尚有很多不足。现有电子产品的软硬件体系和接口也难以直接兼容。为此，团队正在与穿戴传感等方面相关企业及研究所展开合作研发，关注相关材料和器件的稳定性、可靠性和综合成本，以尽快推动相关技术实现产业转化。

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