激光精密制备的类橡胶可拉伸能量储存器件

韩国浦项工科大学(POSTECH)化学工程系的金镇坤教授和金健宇博士与韩国工业技术研究院(KITECH)的杨灿宇博士和朴成柱研究员合作，成功研发了一种能够拉伸、扭曲、折叠和起皱的小型能量存储装置，这是一个重大突破。他们的研究成果发表在电子工程期刊npj Flexible Electronics上。

随着可穿戴技术的出现，对于能够跟上软电子设备的柔韧性和延展性的能量存储解决方案的需求变得迫切。由于微型超级电容器(MSC)具有高功率密度、快速充电和长循环寿命等特点，因此已成为可塑形能量存储的有力候选者。然而，由于常用的材料如金(Au)易碎，因此制造能够在重复拉伸和扭曲下保持能量存储性能的交错电极图案一直是一个巨大挑战。与此同时，虽然共熔镓-铟液态金属(EGaIn)具有高导电性和可变形性，但由于其极高的表面张力，对EGaIn进行精细加工极为困难。

研究团队成功地利用激光，在一种具有延展性的聚苯乙烯-聚（乙烯-丁二烯）-聚苯乙烯(SEBS)基底上，对EGaIn和石墨烯（作为活性材料）层进行了精细加工。在对EGaIn和石墨烯层进行激光剥离时，底层的延展性SEBS基底没有受到损坏，从而保持了MSC装置的柔韧性。经过1000次拉伸后，所得MSC的面积电容保持了原始数值。此外，制造的MSC在各种机械变形状态下稳定运行，包括拉伸、折叠、扭曲和起皱。

POSTECH的金镇坤教授表示：“利用激光加工液态金属电极代表了真正可塑形能量存储解决方案发展的重要进展。随着可穿戴技术的不断发展，像这样的创新将在确保我们的设备能够适应动态生活方式的需求方面发挥至关重要的作用。”

该研究获得了韩国经济财政部的财政资源支持（国家创意研究计划），并得到韩国工业技术研究院的产业领先核心生产技术开发项目的支持。