27
星期五
2017年10月
不要错过今天的材料日报哦 ❥(^_-)
1
美国密歇根州立大学开发透明太阳能电池技术
近日，美国密歇根州立大学（MSU）的研究团队在《自然能源》上表示，透明太阳能材料可应用于窗户，并且具有未被开发的巨大能源潜力，甚至可以与传统的太阳能电池相提并论。
将这种高度透明的太阳能电池与硅电池相结合，几乎就可以满足美国的电力需求，并大大减少了化石燃料的使用。
MSU化学工程与材料科学副教授Richard Lunt表示：“高透明性太阳能电池代表着未来太阳能应用的浪潮。我们分析了这种太阳能器件的潜力，通过捕获不可见光，这种器件可以提供与屋顶光伏器件相似的发电潜力，并通过提供额外的功能增加建筑、汽车、移动电子产品的效率。”
RichardLunt及其同事开发了透明发光太阳能集中器，当置于窗户上时可利用太阳能源而不影响视野。这种薄的、塑料类材料可用于建筑物、窗户、手机或其他具有清晰表面的器件上。
太阳能收集系统使用Lunt及其团队开发的有机分子吸收不可见光。研究人员可以“调整”这些材料，以吸收紫外光和近红外光，然后将这种能量转换成电能。
在整体电力潜力方面，美国估计有50亿至70亿平方米的玻璃表面。在此基础之上，透明太阳能电池有可能在美国提供约40％的能源需求，这与屋顶太阳能电池的潜力相同。
“如果我们也改善了能源储存技术的话，那么通过这两种技术的部署，几乎可以满足我们100％的需求。”
Lunt表示，高透明性太阳能电池的效率在5％左右，而传统的太阳能电池板的效率通常在15％到18％之间。尽管透明太阳能技术在转换效率方面永远不会比不透明的太阳能技术更高，但它们可以更靠近物体表面并提供更大的应用潜力。
现在，透明太阳能技术只是其现实总潜力的三分之一。Lunt表示：“这就是我们正在努力的方向，传统的太阳能应用已经在五十多年的时间里得到了积极的研究，但是我们只在这些高度透明的太阳能电池方面研究了大约五年。最终，这项技术提供了在小型和大型物体表面应用极具前景的廉价、广泛太阳能的途径。”
这项工作由国家科学基金会和美国教育部资助。
2
创新柔性传感器：可带来新型触觉技术
美国普渡大学近期介绍了其研究人员开发出的一种新型的柔性、可拉伸传感器，其潜在应用范围包含从运动健康监控到假肢、虚拟现实等。
▲可以接在日常用品上的柔性传感器
这种技术称为iSoft，能够实时或无延迟地进行感测，并且可以执行“多模态”感测，即感测各种刺激，例如在所有方向上的连续接触和拉伸。与以前开发的一些柔性传感器不同，iSoft可以处理连续的接触，这一点是很难实现的，并且iSoft在制造后也可以方便地进行修改。传感器使用“压阻弹性体”材料，这种材料在受到按压时会产生电阻变化从而提供感测数据。
团队所使用的压阻弹性材料为碳填充硅橡胶，是一种无毒材料，已经在各种低成本传感器的研究中得到了广泛的探索。传感器被制备成一个薄的橡胶片，周边带有电极。研究团队通过一系列的实验和评估验证了传感器的接触、拉伸感应性能，并通过动态基线更新的方法解决了弹性材料变形后所带来的感测信号恢复缓慢的问题。
研究人员还提供了一个软件工具包，可供用户使用自定义外观对传感器进行个性化界面设计和部署。这个工具包允许用户在部署后立即开始使用，而无需任何额外的培训过程。
此项研究得到了美国国家科学基金会、国家机器人计划，以及一项NSF IGERT可持续发展电子器件奖金的支持，相关成果已经由普渡大学研究基金会的技术商业化办公室提交了专利申请。
3
日本JST成功制作出具有纳米级细孔的纳米片
2017年10月24日，日本大阪府立大学研究生院工学研究科副教授牧浦理惠团队在日本JST战略性创造研究推进事业PRESTO项目“分子技术与新功能创出”领域的研究课题“利用液相界面的高取向性功能分子膜创制”下，使用极其简便的方法——在水面上滴下有机分子溶液，成功制作出细孔形状和大小均为纳米级别的多孔质纳米片。
厚度仅有几纳米或十几纳米的片状纳米材料一般被称作纳米片，这种材料作为一种终极超薄功能材料，能够帮助实现小型化并节省资源，因此受到了极大的关注。
此前大部分的纳米片材料都是通过剥离微尺度材料制成的，然而整个制备过程工序繁多，例如要在高温·高压下进行的微材料合成、剥离、剥离体（纳米片）分散液的调整、剥离体制膜等，而且剥离过程需要超声波等的刺激，这容易造成纳米片的劣化和重团聚。
该研究小组使用极其简单的方法——常温常压下在水面上滴下含有有机分子（纳米片的组成要素）的溶液，成功制作出结晶性、多孔的纳米片。如果将分子看作积木，那么同样形状的积木连接在一起，便可形成孔穴规则有序排列的片状物。
利用上述方法形成的纳米片不会在水面上团聚，可以稳定存在，且能够维持多孔质结构，根据具体的应用需求，其可被转移到各种各样的基板上。该纳米片的分子排列规则有序，细孔的形状和大小比较平均，因此有望应用于高性能分离膜和有机薄膜太阳能电池中。
联系客服
