什么是“纤维状”电源?“平常我们所使用的电池,都是平面结构的固状物,而‘纤维状’电池却可折叠、弯曲,材质轻柔,它的外表看起来,就像一块可以做衣服的纤维布料”,复旦高分子材料系教授、博士生导师彭慧胜如此解释。他率领的一支团队经过多年的实验,已经研究出一类新型纤维状的太阳能电池、锂离子电池和超级电容器。
如何为电源减轻重量、增加蓄电功能,始终是电子行业的一个难题。以普通的手提电脑为例,即便各类电子元器件不断缩小、减重,电池的重量却无法减轻;谷歌眼镜将电池放置在眼镜架后部,也有一个重量的问题,配戴者总觉得不是很舒服。而新型“纤维状”电源器件可望解决上述瓶颈问题。
彭慧胜说,与普通的平面结构电源相比,纤维状能源器件具有质量更轻、柔性更好、可集成等优点,并可通过纺织技术实现规模化生产,在航空、航天、军事、医学、电子等广泛领域都将有重要的应用。“如果采用了类似的新技术解决电池问题,科学家们预计,到2019年,可穿戴电子设备使用有望达到手机普及程度。”
一般人眼里,纤维无非就是织造衣服的材料,其实,当今科技界,已将纤维作为高、精、尖研究领域的重要方向,是下一个全球工业革命的突破口。神奇的纤维经过结构改造之后,其功能强大。遇上下雨天,你身上衣服不会有一点湿;用它制成内衣,薄薄的一层就可抵御严寒。另有一种碳纤维,只有头发丝的十分之一细,纤维束强度却是钢的4到5倍;在2000℃以上的高温环境中,别的纤维也许早已化为灰烬,它却纹丝不动,是航空技术中的关键。彭慧胜的研究则将纤维拓展到一个新天地:能源电池。
试想一下,如果Apple Watch用上纤维电池,会变成什么样子?彭慧胜正和三星公司合作,研发类似一款手表的电池,它的表带就可以做成一块纤维电池,可源源不断地供电,使用者就不会再有时时充电的烦恼了。