Нанокомпозитная бумага: новый материал для элементов питания

Продукт разработан в политехническом институте Ренслера (США). Работа под названием "Гибкие устройства для хранения энергии на основе нанокомпозитной бумаги" появилась в понедельник в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Авторы описывают в ней процесс изготовления нанокомпозитного материала, который на 90% состоит из целлюлозы, такой же, какая используется для приготовления самых разных сортов бумаги или картона. В целлюлозу добавляют углеродные нанотрубки (они-то и придают листу бумаги черный цвет), которые служат в качестве электродов.

Новый нанокомпозитный материал обладает замечательными механическими и электрическими свойствами. Как и простую бумагу, его можно резать на части, сворачивать в трубку, создавать разнообразные формы, складывать в стопку (при этом увеличивается напряжение и ток батареи).

Бумага может быть не только вторичным химическим источником тока, но и суперконденсатором, способным хранить и быстро отдавать большой электрический заряд. Материал способен действовать в широком диапазоне температур, не замерзая на морозе и не теряя работоспособности при температурах выше 100 С.

Исследователи разработали несколько вариантов батарей на основе нанокомпозитной бумаги. В одном из них используется безводный жидкий электролит - этот вариант отличается наиболее широким диапазоном температур эксплуатации, именно из-за отсутствия в нем воды, которая может выкипать или вымораживаться. В другом варианте, напротив, в качестве электролита может быть использован ионный водный раствор, в том числе кровь, моча или пот. Такие варианты можно использовать для питания различных имплантируемых устройств.

Материал не содержит токсических веществ, он легко утилизируется, а также обладает свойствами биосовместимости с тканями организма.

Исследователи пока не разработали способ массового производства нанокомпозитной бумаги. Исходные материалы для нее недороги, и ученые надеются, что им удастся создать такую же простую технологию, какая используется в современных типографиях для печатания газет.