3D打印石墨烯超級電容讓定制化電子產品成為可能
美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）與加州大學圣克魯茲分校的科學家們找到了一種可以將3D打印的石墨烯基超級電容的性能翻倍的方法。在2015年4月，LLNL就取得石墨烯材料應用的突破，實驗室的科研人員以石墨烯氣凝膠做為3D打印的材料，并按照設計好的架構進行3D打印。打印出的石墨稀微格具有優異的導電性和表面積，可以作為存儲能量的新載體，并可用于傳感器、納米電子學、催化、分離等應用。
來源：3ders.org
科學家們發現的這種將超級電容的性能翻倍方法，涉及到將氣凝膠電極里的鋰離子和高氯酸鹽離子夾在石墨烯層之間，可以大大改善電極的能力。LLNL的研究人員使用一種直接墨水寫入技術為UCSC的合作研究團體提供3D打印的石墨烯氣凝膠電極。由于其超大的表面積和優良的導電性使得石墨烯基材料越來越多地被用在超級電容器中。這種方法涉及到兩個離子插入步驟（鋰離子插入和高氯酸鹽離子插入），然后水解高氯酸鹽離子插入化合物。這兩步電化學過程增加了石墨烯基材料可供存儲電荷的表面面積，以及贗電容點的數量，從而進一步增加了電荷存儲容量。通過這種方法，可以大大提升當前的石墨烯氣凝膠超級電容的性能。
來源：3ders.org
據本論文的通訊作者表示，石墨烯氣凝膠的電容主要受到其相對較小的離子可及表面面積的限制，這是由于石墨烯薄片堆疊和聚合造成的。這項研究提出了一種簡易的方法，通過片狀剝落堆積的石墨烯層并功能化它們的表面來提高3D打印石墨烯氣凝膠的電容性能，而且不會損壞結構的完整性。
這種超級電容未來將可以用來定制化的電子產品。每一款定制電子產品都需要具有獨特結構或形狀的超級電容，如果能將超級電容3D打印出來，就能夠做出任何需要的形狀。或許不久的將來，每個人都可以設計自己的iPhone。
該研究結果已被發表在2016年6月期的《ChemNanoMat》雜志上，并作為封底推薦文章。
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