(Phys.org):por primera vez, Los científicos han integrado la transparencia en independientes, papel de grafeno flexible (FFT-GP), y demostró que el nuevo material puede mejorar en gran medida el rendimiento de los supercondensadores.

"El papel de grafeno independiente, flexible y transparente se sintetizó por primera vez, y la capacitancia se mejoró en casi 1000 veces en comparación con la de los supercondensadores basados ​​en película de grafeno de deposición de vapor químico laminado o arrugado, "Chengxin Wang, Profesor de la Universidad Sun Yat-sen (Zhongshan) en Guangzhou, Porcelana, dicho Phys.org . "La capacitancia de los supercondensadores basados ​​en FFT-GP también es al menos diez veces mayor que los valores informados anteriormente para los supercondensadores transparentes y flexibles basados ​​en materiales de carbono puro. Sin embargo, algunos supercondensadores no transparentes basados ​​en carbono todavía funcionan mejor que el supercondensador transparente basado en FFT-GP ".

Wang y sus coautores han publicado un artículo sobre el nuevo material en un número reciente de Nano letras .

El rendimiento mejorado se debe en gran parte a los bloques de construcción de grafeno en forma de prisma de los que está hecho el FFT-GP. Las estructuras huecas del grafeno en forma de prisma que le dan al material su transparencia también proporcionan espacio adicional para que ocurran reacciones químicas en comparación con otros materiales. Además, las estructuras en forma de prisma alineadas e interconectadas proporcionan una vía libre amplia para que los iones y electrones viajen, y el buen transporte de carga conduce a un mejor rendimiento general.

Para hacer el nuevo material, los investigadores tuvieron que superar el mayor obstáculo al que se enfrenta la síntesis de delgadez, hojas de grafeno transparentes, que es que las láminas se fracturan fácilmente al ser retiradas de su plantilla. Aquí, los investigadores utilizaron polvo de NaCl, esencialmente sal de mesa finamente molida, como plantilla para el crecimiento de FFT-GP. Usando un método llamado deposición de vapor químico mejorada con plasma de microondas, los investigadores crearon una "atmósfera de plasma" de NaCl, carbón, e hidrógeno. Al final de este proceso, se deja que el NaCl se recristalice sobre un sustrato de silicio. Estos cristales de NaCl sirven como plantillas sobre las que se forman fragmentos de grafeno y crecen hasta convertirse en grafeno en forma de prisma. que se puede despegar del sustrato con una cuchilla de afeitar.

Aunque el FFT-GP creado aquí es algo arrugado y tiene un color marrón claro, los investigadores demostraron que todavía puede soportar más de 1, 000 ciclos de flexión y estiramiento con poca pérdida de capacidad, y aún transmite luz claramente. Los investigadores también demostraron un dispositivo en tándem hecho de dos supercondensadores integrados basados ​​en FFT-GP colocados sobre la pantalla de un teléfono inteligente (para demostrar transparencia) que enciende un LED.

La combinación de flexibilidad del material, transparencia, conductividad eléctrica, y una gran superficie abren las puertas a muchas nuevas aplicaciones potenciales, como células solares estirables y transparentes, pantallas enrolladas, y optoelectrónica autoamplificada y portátil. La estructura hueca del grafeno en forma de prisma también podría explotarse para otros usos, como almacenar más tinte absorbente de luz en células solares sensibilizadas con tinte. Los investigadores planean explorar estas posibilidades en el futuro.

"Primero, estamos tratando de utilizar FFT-GP en células solares sensibilizadas con colorante, "Dijo Wang." Debido a sus bloques de construcción de grafeno en forma de prisma huecos y porosos con una gran superficie eficiente, Se podrían almacenar mayores cantidades de tinte absorbente de luz que en otros materiales de grafeno. Quizás este diseño sea una mejor solución para mejorar la adsorción del tinte y mejorar la capacidad de atrapar y dispersar la luz en comparación con otros materiales de grafeno. Segundo, Se sintetizarán compuestos de alta capacitancia teórica basados ​​en FFT-GP para mejorar la densidad de energía de los supercondensadores transparentes basados ​​en FFT-GP. Tercera, FFT-GP podría aplicarse como ánodos de batería de iones de litio, y luego se puede desarrollar una batería de iones de litio de estado sólido totalmente transparente ".

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