有机半导体材料让你手机30秒充满电

上网时间: 2014年04月18日? 作者:Kevin Fogarty? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:StoreDot? 有机半导体材料? 30秒快速充电?

由以色列特拉维夫大学(Tel Aviv University)所独立的新创公司 StoreDot ,号称能利用以短链胺基酸(short-chain amino acids)制作的半导体组件,在30秒之内把手机电池充饱;该公司日前展示了一款大小跟笔记本电脑充电器差不多的原型,同时宣布取得600万美元的风险资金挹注,将有助于该公司在2016年正式推出尺寸为原型一半的快速充电器产品。

该种充电器是利用以有机聚合物材料、非传统无机硅材料所制作的半导体组件来打造;如果有了快速充电器,也才刚起步的无线充电技术似乎变得不太需要。该种有机材料是以人工合成的肽 (peptides)为基础,也就是一种端对端连接成链状的胺基酸;其连接链无法再延伸更长,因此胺基酸也无法成为蛋白质。

StoreDot以人工方式制造该种胺基酸,将它们长成长度不到2纳米(nm)的晶体;这些晶体能自组装成量子点(quantum dots),也就是一种尺寸只有几个粒子大小的材料。该类材料有时会表现出可用的光学或电气特性,有的还具有压电性(piezoelectric)──也就是会在机械压力之下产生电力。

该种材料曝露在红光下会发出红、绿、蓝光,因此也可以用来开发OLED显示器;根据StoreDot执行长Doron Myersdorf去年接受《华尔街日报(Wall Street Journal)》专访时表示,该种材料可利用现有OLED制程,而且成本只有目前材料的十分之一。

具备正确纳米级尺寸以及具备符合量子点或纳米点(nanodots)定义之半导体特性的晶体粒子,可应用在太阳能电池、LED、医疗影像系统等;其他具备量子点资格的正确纳米级 尺寸粒子一度被认为是完全无机的,直到一篇在2010年发表于《Nature》期刊的文章证明,它们可以用肽或其他材料来制造。

那 些有机材料的毒性比无机材料低,也较容易被生物分解,而且以高纯度制造的成本也相对较便宜。据了解,以有机材料长成的晶体只有两个分子的大小,是HIV病 毒的六十分之一;StoreDot的首席科学家Gil Rosenman表示,因为是晶体结构,意味着它们很稳定、可乘载电荷,甚至可用来制造内存。

Rosenman 先前是台拉维夫大学的研究员,当时他预见正在测试应用于让阿兹海默症(Alzheimer)病患大脑内神经元收缩的肽,可被应用在更广泛的领域。因为肽能 捕获电荷,产生一个天然的纳米级电容,而如果有足够多的电容能聚集在一个地方,就能快速地取得并保存相对大量的电力,然后透过一个比化学电池快得多、经控制的方式放电。

以肽纳米点制造的材料会缠绕在像是一般电池电极的周围,其数量与总活性表面积成正比;该种电极的某一端是电容器,另一端则做为普通电池、将电荷一个个送到锂电池中,因此其电量是一般方案的十倍、能在安全的前提下将经过特殊调整的Samsung Galaxy S5手机在不到一分钟的时间内充饱电。

以色列新创公司StoreDot展示快速充电技术

Myersdorf 表示:“基本上,我们开发的是新一代的电极与新材料,我们称之为多功能电极(Multi Function Electrode,MFE);这种电极的一侧是扮演类似超级电容的角色(能快速充电),另外一侧则像是锂电极(缓慢放电)。其电解质也是以我们的纳米点 材料调整过的,好让多功能电极发挥作用;我们的目标是让其电量以及自放电达到锂离子电池的水平。”

在StoreDot 将快速产品正式推向商用化之前,还有至少一至两年的研发工作需要完成;不过以该种有机材料所开发的类OLED手机显示器,可能完成开发的速度更快。 StoreDot 所展示的充电器原型就跟笔记本电脑的充电器差不多大小,不过该公司表示真正上市时尺寸会只有原型的一半。StoreDot也打算以该种材料制造电池,但价 格会是一般锂离子的两倍。

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

编译:Judith Cheng

参考英文原文:Amino-Acid Semiconductors Promise Fast Phone Charging,by Kevin Fogarty

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