脊形設計

 

可穿戴電子產業目前還處于初級階段，這一領域的產品往往是新奇的。雖然智能手表和健康監視器確實存在，但它們幾乎不可穿戴，而且體積龐大，難看。如果一項技術要被認為是真正可穿戴的，那么它應該像衣服一樣穿著，并且使用起來很舒服。手表經常會用表帶給皮膚帶來不適，而戴臂的手機很重，會造成明顯的勞損。現代電子產品不適用于可穿戴技術的原因是它們天生就有脊線。支撐微電子器件的芯片是一塊實心硅，而芯片安裝到PCB上需要被封裝好，以防止對焊接焊盤造成損壞。因此，為了使可穿戴電子產品成為現實，需要能夠隨身體彎曲的電子產品，它們不會引起刺激，并且足夠輕，不會成為負擔。

 

一個可以被認為是真正可穿的產品的一個例子是由一個工程師團隊開發的智能襪子，它允許糖尿病患者記錄他們足部多個點的溫度。傳感器被編織到材料中，這種襪子，當穿上它時，它與普通襪子沒有區別。然而，記錄感官信息只需要很少的電力，處理信息的電路安裝在一個嵌入式的容器中。這樣處理電路得以變得靈活，但是電源仍然是脊形的。因此，不僅電子產品需要靈活，電源也需要靈活！

 

柔性超級電容器

 

來自阿爾托大學和麻省理工學院的一組研究人員開發了一種超級電容器，它具有高性能、制造成本低、環境友好和靈活的特點。一般的電池需要使用有機溶劑或強酸化合物，它們既危險又不環保。研究小組開發的超級電容器的設計利用了石墨烯、鹽和氮，這些都是環保化合物。這種電容器分為兩層，頂層由摻氮石墨烯薄片組成，然后懸浮在水凝膠中。底層有NaCl（鹽）懸浮在氫氣中，兩層之間用一層薄薄的絕緣層隔開。然后將整個結構進一步夾在單壁碳納米管集電器（即單壁碳納米管）中，以形成柔性超級電容器。

 

 

這種超級電容器的優點是充電/放電速度快，壽命長，這是大多數電池技術所面臨的兩大優勢。這使得設備可以快速充電，同時還具有與身體一起彎曲的能力，使其成為可穿戴電子產品的理想電源解決方案。環境因素也為一次性電子產品提供了機會，對環境的影響最小，同時也為電力提供了無毒的解決方案。

 

“我們制造了一個原型，在1000次拉伸循環后，在50%的應變下性能不衰減。為了確保低成本和更好的環境性能，我們使用了基于NaCl的電解液。然而，通過3D打印或其他先進制造技術的實施，制造成本可以進一步降低。”

 

結論

 

超級電容器提供大的能量密度，在低功率應用中非常有用。其靈活的能力為設計師提供了靈活的儲能設計，而擁有一個環保的超級電容器有助于創造安全的產品。然而，超級電容器，盡管有其優點，但由于其高能量密度和快速放電能力，可能是危險的。因此，對于用于可穿戴電子產品的超級電容器，需要考慮安全措施。

 

 

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