Dehnbare "Origami" könnten Batterien intelligente Kleidung

Inspiriert von Origami dehnbare Batterien Smartwatches und andere tragbare elektronische Geräte antreiben könnte, sagen Forscher.

Zunehmend entwickeln Wissenschaftler weltweit flexible Elektronik, wie Video anzeigt und Solar-Panels, die eines Tages ihren Weg in Kleidung und sogar menschliche Körper. Aber eine Einschränkung dieser Geräte ist die Knappheit der ebenso flexible Batterien macht sie oder speichern Energie, die sie erzeugen.

Obwohl frühere Forschung biegsame Batterien erstellt hat, sagte es hat bewiesen, dass schwieriger zu entwickeln, die dehnbaren Versionen sind nachweislich schwieriger, Forscher. Erfinder haben nun, Lithium-Ionen-Batterien erstellt, die auf mehr als 150 Prozent ihrer ursprünglichen Größe ausdehnen kann, während die übrigen in der Lage, die Geräte einschalten. [Top 10 Erfindungen, die die Welt veränderten]

Hanqing Jiang, ein außerordentlicher Professor für Maschinenbau und Luft-und Raumfahrttechnik an der Arizona State University in Tempe, kam mit dem neuen Gerät nach dem "Gespräch mit einem Origami-Künstler, der mir einige berühmte Origami-Muster zeigte", sagte er. Eines dieser Muster, bekannt als der Miura-Ori-Falte wird derzeit verwendet, um große Karten in kleine Rechtecke Falten und wurde ursprünglich erfunden, um Pack Sonnenkollektoren effizient auf Raumschiff zu helfen.

Ein Problem bei der Verwendung von Prinzipien des Origami, um Elektronik zu schaffen ist, dass Falten oft unebene Flächen produziert. Dies, diese Geräte mit anderen elektronischen Geräten zu integrieren erschweren kann, sagten die Forscher.

Stattdessen verwendet Jiang und seine Kollegen eine Variation des Origami Kirigami genannt, um ihre dehnbaren Batterien zu schaffen. Während konventionelle Origami nur Falten verwendet, um Strukturen zu schaffen, nutzt Kirigami sowohl Falten und schneiden. Die Technik entstehen Strukturen, deren Oberflächen, auch nach Dehnung bleiben können.

"Wir fanden einen neuen Ansatz, dehnbare Strukturen mit konventionellen Fertigung Ansätzen zu machen", sagte Jiang.

Die Batterien wurden mit Schlämme von Graphit und Lithium-Kobalt-Dioxyd, die zusammen können speichern und freigeben Strom erzeugt. Diese Schlämme wurden auf Papierbahnen Aluminiumfolie beschichtet und Kirigami Techniken wurden dann verwendet, um Falten und schneiden Sie die Blätter in dehnbar serpentine Formen.

In Experimenten konnte Neueinlegen von Akkus entspricht antreiben eine Samsung Gear 2 Smartwatch auch wenn gestreckt, sagte der Forscher. Die Batterien könnte leicht in ein elastisches Armband eingenäht werden, was darauf hindeutet, dass sie in flexiblen tragbaren Geräten verwendet werden können.

Ein weiteres Forscherteam entwickelt vor kurzem eine Batterie, die um 300 Prozent seiner ursprüngliche Größe ausdehnen könnte. In diesem Gerät waren die Energie-Speicherung von Materialien zwischen dünnen Blechen aus Silikonkautschuk eingeklemmt. Jiang, sagte, dass seine neue Batterie hat einen Vorteil gegenüber früheren Batterie, weil seine kompatibel mit im Handel erhältlichen Fertigungstechnologien ist.

Die Forscher arbeiten nun auf die Schaffung von mikroskopisch kleinen Origami-Muster dehnbare Batterien mit Mikroelektronik zu kombinieren. Jiang und seine Kollegen detailliert ihre Ergebnisse online-11. Juni in der Zeitschrift wissenschaftliche Berichte.

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