סופּערקאַפּאַסיטאָרס זענען אַ טיפּ פון מיטל וואָס קענען קראָם און צושטעלן ענערגיע פאַסטער ווי קאַנווענשאַנאַל באַטעריז. זיי זענען אין הויך פאָדערונג פֿאַר אַפּלאַקיישאַנז אַרייַנגערעכנט עלעקטריק קאַרס, וויירליס טעלאַקאַמיונאַקיישאַנז און הויך-פּאַוערד לייזערז.

אָבער צו פאַרשטיין די אַפּלאַקיישאַנז, סופּערקאַפּאַסיטאָרז דאַרפֿן בעסער ילעקטראָודז, וואָס פאַרבינדן די סופּערקאַפּאַסיטאָר צו די דעוויסעס וואָס אָפענגען אויף זייער ענערגיע. די ילעקטראָודז דאַרפֿן צו זיין שנעלער און טשיפּער צו מאַכן אויף אַ גרויס וואָג און אויך קענען צו באַשולדיקן און אָפּזאָגן זייער עלעקטריקאַל מאַסע פאַסטער. א קאָלעקטיוו פון ענדזשאַנירז אין די אוניווערסיטעט פון וואַשינגטאָן מיינט אַז זיי האָבן געפֿונען אַ פּראָצעס פֿאַר מאַנופאַקטורינג סופּערקאַפּאַסיטאָר ילעקטראָוד מאַטעריאַלס וואָס וועט טרעפן די שטרענג ינדאַסטרי און באַניץ פאדערונגען.

די ריסערטשערז, געפירט דורך UW אַסיסטאַנט פּראָפעסאָר פון מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט און ינזשעניעריע Peter Pauzauskie, פארעפנטלעכט אַ פּאַפּיר אויף יולי 17 אין דער זשורנאַל Nature Microsystems and Nanoengineering דיסקרייבינג זייער סופּערקאַפּאַסיטאָר ילעקטראָוד און די שנעל, ביליק וועג זיי געמאכט עס. זייער ראָמאַן אופֿן סטאַרץ מיט טשאַד-רייַך מאַטעריאַלס וואָס זענען דאַר אין אַ נידעריק-געדיכטקייַט מאַטריץ גערופן אַ עראָגעל. דעם אַירגעל אויף זיך קענען שפּילן ווי אַ גראָב ילעקטראָוד, אָבער די מאַנשאַפֿט פון Pauzauskie מער ווי דאַבאַלד זייַן קאַפּאַסאַטאַנס, וואָס איז זיין פיייקייט צו קראָם עלעקטריש אָפּצאָל.

די ביליק סטאַרטינג מאַטעריאַלס, צוזאַמען מיט אַ סטרימליינד סינטעז פּראָצעס, מינאַמייז צוויי פּראָסט באַריערז פֿאַר ינדאַסטריאַל אַפּלאַקיישאַן: פּרייַז און גיכקייַט.

"אין ינדאַסטריאַל אַפּלאַקיישאַנז, צייט איז געלט," האט געזאגט Pauzauskie. "מיר קענען מאַכן די סטאַרטינג מאַטעריאַלס פֿאַר די ילעקטראָודז אין שעה, אלא ווי וואָכן. און דאָס קען באטייטיק רעדוצירן די סינטעז קאָס פֿאַר מאכן הויך-פאָרשטעלונג סופּערקאַפּאַסיטאָר ילעקטראָודז.

עפעקטיוו סופּערקאַפּאַסיטאָר ילעקטראָודז זענען סינטאַסייזד פון טשאַד-רייַך מאַטעריאַלס וואָס אויך האָבן אַ הויך ייבערפלאַך געגנט. די לעצטע פאָדערונג איז קריטיש ווייַל פון די יינציק וועג סופּערקאַפּאַסיטאָרס קראָם עלעקטריש אָפּצאָל. בשעת אַ קאַנווענשאַנאַל באַטאַרייע סטאָרז עלעקטריק טשאַרדזשיז דורך די כעמיש ריאַקשאַנז וואָס פאַלן אין עס, אַ סופּערקאַפּאַסיטאָר אַנשטאָט סטאָרז און סעפּערייץ positive און נעגאַטיוו טשאַרדזשיז גלייַך אויף זייַן ייבערפלאַך.

"סופּערקאַפּאַסיטאָרס קענען שפּילן פיל פאַסטער ווי באַטעריז ווייַל זיי זענען נישט לימיטעד דורך די גיכקייַט פון דער אָפּרוף אָדער בייפּראָדוקטן וואָס קענען פאָרעם," האט געזאגט קאָ-פיר מחבר Matthew Lim, אַ UW דאַקטעראַל תּלמיד אין די דעפּאַרטמענט פון מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט און אינזשעניריע. "סופּערקאַפּאַסיטאָרס קענען טשאַרדזשינג און אָפּזאָגן זייער געשווינד, וואָס איז וואָס זיי זענען גרויס אין דיליווערינג די 'פּאַלסיז' פון מאַכט."

"זיי האָבן גרויס אַפּלאַקיישאַנז אין סעטטינגס ווו אַ באַטאַרייע אויף זיך איז צו פּאַמעלעך," האט געזאגט יונגערמאַן פירן מחבר Matthew Crane, אַ דאַקטעראַל תּלמיד אין די UW דעפּאַרטמענט פון כעמישער אינזשעניריע. "אין מאָומאַנץ ווו אַ באַטאַרייע איז צו פּאַמעלעך צו טרעפן ענערגיע פאדערונגען, אַ סופּערקאַפּאַסיטאָר מיט אַ הויך ייבערפלאַך שטח ילעקטראָוד קען געשווינד 'בריק' און מאַכן זיך פֿאַר די ענערגיע דעפיציט."

צו באַקומען די הויך ייבערפלאַך געגנט פֿאַר אַ עפעקטיוו ילעקטראָוד, די מאַנשאַפֿט געניצט אַעראָגעלס. דאס זענען נאַס, געל-ווי סאַבסטאַנסיז וואָס האָבן דורכגעגאנגען אַ ספּעציעל באַהאַנדלונג פון דרייינג און באַהיצונג צו פאַרבייַטן זייער פליסיק קאַמפּאָונאַנץ מיט לופט אָדער אן אנדער גאַז. די מעטהאָדס ופהיטן די 3-ד סטרוקטור פון די געל, געבן עס אַ הויך ייבערפלאַך געגנט און גאָר נידעריק געדיכטקייַט. עס איז ווי רימוווינג אַלע די וואַסער פון דזשעל-אָ אָן שרינגקינג.

"איין גראַם פון אַירגעל כּולל וועגן ווי פיל ייבערפלאַך שטח ווי איין פוטבאָל פעלד," האט געזאגט Pauzauskie.

קראַנע געמאכט אַעראָגעלס פון אַ געל-ווי פּאָלימער, אַ מאַטעריאַל מיט ריפּיטינג סטראַקטשעראַל וניץ, באשאפן פון פאָרמאַלדאַכייד און אנדערע טשאַד-באזירט מאַלאַקיולז. דאָס האָט פאַרזיכערט אַז זייער מיטל, ווי די היינטיקע סופּערקאַפּאַסיטאָר ילעקטראָודז, וואָלט צונויפשטעלנ זיך פון טשאַד-רייַך מאַטעריאַלס.

ביז אַהער, Lim דעמאַנסטרייטיד אַז אַדינג גראַפענע - וואָס איז אַ בויגן פון טשאַד בלויז איין אַטאָם דיק - צו די געל ימפּרוווד די ריזאַלטינג אַירגעל מיט סופּערקאַפּאַסיטאָר פּראָפּערטיעס. אָבער, Lim און Crane דארף צו פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פון אַעראָגעל און מאַכן די סינטעז פּראָצעס טשיפּער און גרינגער.

אין לים ס פריערדיקן יקספּעראַמאַנץ, אַדינג גראַפענע האט נישט ימפּרוווד די אַעראָגעל ס קאַפּאַסאַטאַנס. אַזוי זיי אַנשטאָט לאָודיד אַעראָגעלס מיט דין שיץ פון אָדער מאָליבדענום דיסולפידע אָדער טאַנגסטאַן דיסולפידע. ביידע קעמיקאַלז זענען וויידלי געניצט הייַנט אין ינדאַסטרי לובריקאַנץ.

די ריסערטשערז באהאנדלט ביידע מאַטעריאַלס מיט הויך-אָפטקייַט געזונט כוואליעס צו צעברעכן זיי אין דין שיץ און ינקאָרפּערייטיד זיי אין די טשאַד-רייַך געל מאַטריץ. זיי קען סינטאַסייז אַ גאָר-לאָודיד נאַס געל אין ווייניקער ווי צוויי שעה, בשעת אנדערע מעטהאָדס וואָלט נעמען פילע טעג.

נאָך באקומען די דאַר, נידעריק-געדיכטקייַט אַעראָגעל, זיי קאַמביינד עס מיט אַדכיסיווז און אן אנדער טשאַד-רייַך מאַטעריאַל צו שאַפֿן אַן ינדאַסטריאַל "טייג," וואָס לים קען פשוט ראָולד אויס צו שיץ בלויז אַ ביסל טויזנטסט פון אַן אינטש דיק. זיי שנייַדן האַלב-אינטש דיסקס פון די טייג און פארזאמלט זיי אין פּשוט קאָינס צעל באַטאַרייע קאַסינגז צו פּרובירן די יפעקטיוונאַס פון די מאַטעריאַל ווי אַ סופּערקאַפּאַסיטאָר ילעקטראָוד.

זייער ילעקטראָודז זענען נישט בלויז שנעל, פּשוט און גרינג צו סינטאַסייז, אָבער זיי אויך האָבן אַ קאַפּאַסאַטאַנס בייַ מינדסטער 127 פּראָצענט גרעסער ווי די טשאַד-רייַך אַירגעל אַליין.

לים און קראַנע דערוואַרטן אַז אַעראָגעלס לאָודיד מיט אפילו טינער שיץ פון מאָליבדענום דיסולפידע אָדער טאַנגסטאַן דיסולפידע - זייער זענען וועגן 10-100 אַטאָמס דיק - וואָלט ווייַזן אַן אפילו בעסער פאָרשטעלונג. אבער ערשטער, זיי געוואלט צו ווייַזן אַז לאָודיד אַעראָגעלס וואָלט זיין פאַסטער און טשיפּער צו סינטאַסייז, אַ נייטיק שריט פֿאַר אינדוסטריעלע פּראָדוקציע. די פיין-טונינג קומט ווייַטער.

די מאַנשאַפֿט גלויבט אַז די השתדלות קענען העלפֿן צו העכערן וויסנשאַפֿט אפילו אַרויס די מעלוכע פון ​​סופּערקאַפּאַסיטאָר ילעקטראָודז. זייער אַעראָגעל-סוספּענדעד מאָליבדענום דיסולפידע זאל בלייַבן גענוג סטאַביל צו קאַטאַלייז די הידראָגען פּראָדוקציע. און זייער אופֿן צו טראַפּ מאַטעריאַלס געשווינד אין אַעראָגעלס קען זיין געווענדט צו הויך קאַפּאַסאַטאַנס באַטעריז אָדער קאַטאַליסיס.