摘要：一项新研究表明，纳米纤维素构成的泡沫状结构捕获功能性纳米颗粒，可提高三维储能装置性能。这种泡沫一步合成，可用于生产具有比可充电电池更高能量密度和更快充电能力的更加可持续电容器。这项发展为轻质、柔性、高能电子产品的生产铺平了道路，可应用于可穿戴器件、便携式电源以及混合动力汽车等。

 

轻量化、高能量密度电容器是混合动力及电动汽车发展的热点。快速充电装置可以节省大量的能量，因为其可在制动过程中积聚能量，并在加速过程中再释放出来。

图片来源：Xuan Yang和Kevin Yager

加拿大麦克马斯特大学（McMaster University）工程研究人员Emily Cranston 和Igor Zhitomirsky将树木转变成储能装置，为智能手表、混合动力汽车等供电。

科学家们采用植物、细菌、藻类以及树木当中的有机化合物——纤维素来构造更高效更持久的储能装置或超级电容器。这项发展为轻质、柔性、高能电子产品的生产铺平了道路，可应用于可穿戴器件、便携式电源以及混合动力汽车等。

该研究成果发表于《先进材料》（Advanced Materials）期刊上。该论文作者之一Cranston说到，“这项研究的最终目标是找到一种高效的、可持续的、可为当前及今后的技术提供电力的方式。未来的技术需要且依赖于更加环保的材料，并建立在不消耗资源的基础之上。”

纤维素，特别是纳米纤维素基材料，可为诸多先进应用提供高强度和韧性。化学工程助理教授Cranston、材料科学与工程教授Zhitomirsky等人的这项研究表明，纳米纤维素构成的泡沫状结构捕获功能性纳米颗粒，可提高三维储能装置性能。

这种泡沫通过简单快速的一步法合成。所使用的纳米纤维素称作纤维素纳米晶，看起来像生的长粒米，但是纳米尺度的。这些新器件中，“米粒”随机粘在一起形成了具有巨大开放空间的网状结构，所以这种材料非常的轻。因此可用于生产具有比可充电电池更高能量密度和更快充电能力的更加可持续电容器。

轻量化、高能量密度电容器是混合动力及电动汽车发展的热点。快速充电装置可以节省大量的能量，因为其可在制动过程中积聚能量，并在加速过程中再释放出来。

“我相信，结合研究人员的专业知识可以获得最好的结果。Emily是一位令人惊讶的研究伙伴。我对她的热情、非凡的团队组织能力、产生新想法的能力印象特别深刻。”Zhitomirsky如是说。

新材料在线编译整理——翻译：菠菜     校正：摩天轮