新型電纜既可輸送又能儲(chǔ)存能量

迄今為止，電纜只用于輸送電能。想像一下，是否可以用其為隨身攜帶的MP3播放器、智能手機(jī)和電動(dòng)汽車提供動(dòng)力?乍聽起來如同科幻小說。而美國佛羅里達(dá)中央大學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出的一種在單個(gè)輕量級(jí)銅線里既可傳輸又能存儲(chǔ)電量的突破性方法或可將其付諸實(shí)現(xiàn)。最新一期的《自然》雜志已對(duì)這項(xiàng)技術(shù)發(fā)表了詳細(xì)論述;《材料科學(xué)》雜志會(huì)將其作為(6月30日)封面故事的焦點(diǎn)。

佛羅里達(dá)中央大學(xué)納米技術(shù)科學(xué)家托馬斯教授說：“銅線是個(gè)初發(fā)點(diǎn)，但最終隨著這種技術(shù)的改善，特種纖維也可以納米的結(jié)構(gòu)導(dǎo)電并儲(chǔ)存能量。這是一個(gè)非常有趣的想法�！�

托馬斯說，更直接的應(yīng)用可以在電動(dòng)汽車、空間運(yùn)載火箭和便攜式電子設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)中體現(xiàn)。只要是能夠在同一線路上實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和輸送能源，笨重且占空間的電池可能會(huì)成為過時(shí)的事。因此其能夠進(jìn)一步使電子設(shè)備小型化，或?qū)⑾惹坝糜陔姵氐目臻g用作其他用途。例如，對(duì)于運(yùn)載火箭，這可能會(huì)減輕負(fù)擔(dān)，使發(fā)射成本更低。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)6月2日?qǐng)?bào)道，托馬斯是在一個(gè)晚上在家附近散步的路上獲得了這個(gè)“儲(chǔ)能電纜”的靈感。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以單一的銅線開始，在銅導(dǎo)線外表面生長出一層納米晶須;然后用一種特殊的合金處理這些晶須，創(chuàng)建了一個(gè)電極。由于兩個(gè)電極需要強(qiáng)大的能量儲(chǔ)存，所以他們不得不想出一個(gè)應(yīng)對(duì)辦法。

研究人員在創(chuàng)建第二個(gè)電極時(shí)，通過在產(chǎn)生的晶須周圍增加非常薄的塑料片材，并用金屬護(hù)層將其包裹。然后采用一種特殊的凝膠將這些層面黏合在一起。由于納米晶須層是絕緣的，因此銅線內(nèi)部保留傳輸電能通道的能力，而導(dǎo)線周圍的層可獨(dú)立存儲(chǔ)大量的能量。換句話說，該團(tuán)隊(duì)在銅絲的外側(cè)創(chuàng)建了超級(jí)電容器，可儲(chǔ)存強(qiáng)大的能量，比如可以滿足供應(yīng)車輛或重型建筑設(shè)備的電量需要。

托馬斯說，可以將這種技術(shù)方法轉(zhuǎn)移到其他類型的材料上，導(dǎo)致特殊處理過的衣物纖維能持有足夠的能量完成大的任務(wù)。例如，如果將柔性太陽能電池和這些纖維串聯(lián)到外套上，便可以獨(dú)立地給電子小器件和其他設(shè)備供應(yīng)動(dòng)力。

托馬斯說：“這是非常令人興奮的。我們一步一步地將其實(shí)現(xiàn)。我每天都喜歡趕到實(shí)驗(yàn)室，然后看看下面會(huì)發(fā)生什么。有時(shí)候也會(huì)不盡如人意，但即便那樣，失敗會(huì)教給我們很多東西�！�