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本站 4 月 15 日消息，從手機(jī)到智能手表和筆記本電腦，我們的生活被各種電池驅(qū)動(dòng)的設(shè)備所包圍。目前，電池通常是電子設(shè)備中堅(jiān)硬且體積較大的部件，但如果它們能夠變得可塑、柔軟，甚至可以打印出來，那將如何改變我們的生活？

瑞典的研究人員將這一設(shè)想付諸實(shí)踐，開發(fā)出了一種可塑形的流體電池。4 月 11 日，《科學(xué)》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究詳細(xì)介紹了這種電池。該電池使用液態(tài)形式的電極（電池中的關(guān)鍵導(dǎo)電材料）。這種創(chuàng)新的柔軟結(jié)構(gòu)為未來電池驅(qū)動(dòng)技術(shù)的設(shè)計(jì)開辟了新的道路。

“電池是所有電子設(shè)備中最大的部件。目前它們是固體且相當(dāng)笨重的。但有了柔軟且可貼合的電池，就不存在設(shè)計(jì)限制了。它可以以一種完全不同的方式集成到電子產(chǎn)品中，并適應(yīng)用戶的需求?！痹撗芯康墓餐髡摺⒘盅┢酱髮W(xué)有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室軟電子研究小組的研究負(fù)責(zé)人艾曼?拉赫曼努?。ˋiman Rahmanudin）在大學(xué)聲明中表示，“這種電池的質(zhì)地有點(diǎn)像牙膏，這種材料甚至可以用在 3D 打印機(jī)中，按照你的意愿塑造電池?！?/p>

以往嘗試制造柔軟、可拉伸的電池，要么依賴于滑動(dòng)連接等機(jī)械特性，要么需要使用對(duì)環(huán)境有害的稀有材料來加工。而拉赫曼努丁及其同事取得成功的關(guān)鍵在于將電極轉(zhuǎn)化為液態(tài)形式。

要理解這一成果的重要性，我們需要了解電池的工作原理。簡單來說，電化學(xué)電池由兩種不同的金屬或電極組成：陽極和陰極?；瘜W(xué)反應(yīng)導(dǎo)致電子從陽極流向陰極，這個(gè)過程就是我們所說的電流，它在移動(dòng)過程中可以做功，比如點(diǎn)亮燈泡或驅(qū)動(dòng)設(shè)備。一般來說，電池越大，其電容量越大，但電極也會(huì)更厚，因此也更硬。

“我們是第一個(gè)證明容量與剛性無關(guān)的人?！崩章≌f。

據(jù)本站了解，此前開發(fā)流體電極的嘗試依賴于有時(shí)會(huì)固化的液態(tài)金屬。為了繞過這些問題，研究團(tuán)隊(duì)使用了能夠?qū)щ姷乃芰?—— 共軛聚合物以及造紙過程中產(chǎn)生的廢料木質(zhì)素。結(jié)果表明，這種電池即使被拉伸到原來長度的兩倍，也可以充電超過 500 次。

此外，“由于電池中的材料是共軛聚合物和木質(zhì)素，這些原材料非常豐富。通過將木質(zhì)素這種副產(chǎn)品重新利用為高價(jià)值商品，比如電池材料，我們?yōu)楦h(huán)的經(jīng)濟(jì)模式做出了貢獻(xiàn)。因此，這是一種可持續(xù)的替代方案?！痹撗芯康闹饕髡摺⒘盅┢酱髮W(xué)有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員莫森?穆罕默迪（Mohsen Mohammadi）表示。展望未來，研究團(tuán)隊(duì)希望提高電池的電壓。

“我們已經(jīng)證明了這個(gè)概念是可行的，但性能還需要改進(jìn)。目前的電壓是 0.9 伏?！崩章〗忉尩?。相比之下，標(biāo)準(zhǔn)的 AA 電池電壓在 1.2 伏到 1.5 伏之間，而大多數(shù)智能手機(jī)的運(yùn)行電壓在 3.7 伏到 4.2 伏之間。“所以現(xiàn)在我們將研究使用其他化學(xué)物質(zhì)來提高電壓。”

通過打破傳統(tǒng)電池的固有模式，這項(xiàng)研究為電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)開啟了全新的可能性。