【我們為什麼挑選這篇文章】
以前在我還沒用智慧型手機的時候,老是嘲笑我那些一邊用智慧型手機、一邊接行動電源的朋友,結果當我開始使用智慧型手機之後,我也加入了他們的行列…
文中提到的充電技術,理論上可以在一秒以內就將手機完成充電,若真的可以做出這樣的充電系統,那可真的是對我們這些智慧型裝置使用者的一大福音啊!
(責任編輯:林厚勳)

這年頭,沒有手機真得不行。連接所有親朋好友同事上司的微信在裡面,全部身家都壓在了支付寶裡面,打發擠地鐵和餐館排隊的無聊時間還要靠手機裡面的劇和綜藝節目……

但現在手機坑爹的續航問題,唉,那些由於手機沒電引發的慘案不說也罷……

一秒内给10台手机充满电?新纳米材料让你眨一下眼就让手机“满血复活”

沒有電的我就是只廢瞄

出門必須自己帶著充電線和行動電源(其實並不像宣傳的那樣,共享行動電源的市場滲透率還是不理想),儘管這樣勉強解決了充電的問題,但線纜和沉重的行動電源帶來的麻煩事同樣讓人頭疼。

有沒有覺得惱人的充電線甚至會妨礙你在《王者榮耀》裡大殺特殺?

現在各大手機廠商宣傳自家產品時的噱頭,已經開始不約而同地轉到「充電」這一痛點上來了。

真希望手機永遠也不用充電啊。

雖然短時間內這一「幻想」距離真正實現還是遙遙無期,但一組來自美國德雷塞爾大學(Drexel University)的納米材料研究人員提出了效果十分接近的解決方案——將充電時間縮短至你每次眨眼所耗費時間的十分之一。

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這一全新黑科技的關鍵是一種名為MXene的扁平二維納米材料,其最早由Drexel大學的研究團隊於2011年詳細記載並公之於世。

MXene由兩部分組成,一部分為水凝膠(hydrogel,以水為分散介質的凝膠),另一部分則是金屬氧化物。兩層氧化物就像面包一樣,中間夾著導電碳和金屬,成了一個「三明治」。其緊密的內部結構使其具有了抵擋輻射和過濾水的強大功能。與此同時,它還具備了相當優異的導電性。

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進入實際製造生產的環節時,MXene層甚至可以像薯片一樣進行層層疊加。

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上為MXene電鏡掃面圖片,有沒有看餓了呢

全球電商大趨勢下,你屬於哪一種競爭類型?

瑪麗蘇小說女主般全面神奇的種種特質,使其成為了用來製作電池薄膜的強有力競爭者。

由於MXene特別的化學組成,其可以最大限度地優化電極間電流的流動。電池通過在氧化還原活性位點(redox active sites)中儲存離子來保有電荷。自然而然地,電池自身所包含有的位點的多少與其能儲存的電荷量直接成正相關關係。

當下普遍應用的電池薄膜中,離子進入位點的路徑十分有限;這時我們就能看到MXene作為新興材料最大的優勢之處了。它可以大大擴展上文提到的路徑的數目,此外其天生的優良導電性可以使離子更快地移動,從而提升電池的充電效率。

「在目前市面上常見的傳統電池中,離子前往電荷儲存位點的一路可謂相當曲折,這幾乎拖緩了充電過程中每一個環節。此外,該現象還導致在快速充電時,只有相當少的離子能按預期達到充電位點,這造成了快速充電和長期儲能無法兼容的困境。」

團隊中的一位研究人員Maria Lukatskaya向我們解釋道:

「理想的電極構造絕不應像這樣,離子僅能以狹窄的獨木橋前往位點;其應該能自由選擇多條寬闊高速的『快速路』來前往位點,這與當下的電池有著雲泥之別。」

「我們開發出的電極由於其多孔性,能很好地完成這一目標,極大地加速整個充電過程。按照預期,未來充電只需耗費區區幾秒甚至更短的時間。」

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Maria的預測和團隊中其他科學家給出的目標相比,其實已經算相當地保守了,其中甚至有人提出了將現在耗費數小時的充電過程縮減至幾十微秒的宏偉目標。要知道,一秒等於一千微秒,我們每次不經意的眨眼都要耗費0.12秒到0.4秒的時間。也就是說,我們每次眨眼的時間裡,手機都能完成三四次從奄奄一息到滿血復活的充電過程了。

如果我們能把MXene應用到現實世界中,無疑能徹底顛覆現在的電池和充電行業。

「如果我們能開始採用二維導電材料來製作電極,我們能極大地提升電池的工作速度, 無論是智慧型手機、筆記型電腦還是電動汽車,其充電難題都會在毫釐間被解決。」材料科學和工程教授,團隊負責人Yuri Gogotsi說道。

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大叔有點帥呀

目前MXene尚未能實現商業化,根據Gogotsi教授的預測,我們若想看到將其轉化為手機電池一類的大規模產物,至少還需要等上三年的時間。

不過團隊依然對此技術充滿信心,表示近期內會繼續潛心鑽研其可能帶來的新應用。這項研究已經發表在《自然能源》上。

(本文部分信息來源Digital Trends)

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(本文經合作夥伴 36 氪 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈 一秒內給10台手機充滿電?新納米材料讓你眨一下眼就讓手機「滿血復活」 〉。)

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