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2020年3月28日 星期六

把玻璃穿在身上?


作者:蔡東霖

把玻璃穿在身上?是的,有人計劃用金屬玻璃材料(metallic glass)來開發出一種軟性三明治結構複合材料,可以被用來作為穿戴式設備的電容,以便提供電能。





一個研究團隊,成員分別來自澳洲的墨爾本皇家理工大學 (RMIT University)、澳洲的西雪梨大學 (Western Sydney University)以及中國的河北工業大學(Hebei University of Technology)。他們正在研究金屬玻璃材料(metallic glass)及其去合金化產物(dealloyed products)的可能相關應用。

最近,他們展示了一種複合材料,一種三明治結構的軟性電極(flexible electrodes),包含金屬玻璃三明治結構的氧化鎳/氫氧化物塗覆的納米多孔鎳電極(flexible nickel oxide/hydroxide coated nanoporous nickel electrodes containing a metallic glass sandwich-like interlayer)。這個玩意,可以讓穿戴式裝置上的電容器具有不錯的性能,有良好的柔韌性以及存儲較多的電能。(這項研究被發佈在 Applied Materials Today,DOI: 10.1016/j.apmt.2019.100539)

簡單來說,用納米多孔金屬(nanoporous metals)做電容器來儲存電能,可以得到不錯的結果。但是,納米多孔金屬的易碎是個很麻煩的問題。在這種情況下,透過引入金屬玻璃來解決這個問題。根據這個研究團隊的說明,這種基於金屬玻璃的三明治結構材料可以有效地用於穿戴式裝置的全固態超級電容器,而且它的柔性性可以在反覆彎曲下持續很長時間。這證明它可以滿足應用面的基本壽命要求。

研究團隊希望,借助高精度計算以及材料基因組(Materials Genome)和機器學習(machine learning),來開發出一種軟性可穿戴金屬玻璃基材料,而且顯著改善它的機械和電化學性。或許,將來,也可以透過微機電系統(MEMS)來處理軟性金屬玻璃帶,並且連接到納米發電機,這樣就可以為穿戴式的人類保健設備提供電能。


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