有機(jī)半導(dǎo)體材料可實(shí)現(xiàn)30秒快速充電技術(shù)

　　由以色列臺(tái)拉維夫大學(xué)(TelAvivUniversity)所獨(dú)立的新創(chuàng)公司StoreDot，號(hào)稱能利用以短鏈胺基酸(short-chainaminoacids)制作的半導(dǎo)體元件，在30秒之內(nèi)把手機(jī)電池充飽;該公司日前展示了一款大小跟筆記型電腦充電器差不多的原型，同時(shí)宣布取得600萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)資金挹注，將有助于該公司在2016年正式推出尺寸為原型一半的快速充電器產(chǎn)品。

　　該種充電器是利用以有機(jī)聚合物材料、非傳統(tǒng)無(wú)機(jī)矽材料所制作的半導(dǎo)體元件來(lái)打造;如果有了快速充電器，也才剛起步的無(wú)線充電技術(shù)似乎變得不太需要。該種有機(jī)材料是以人工合成的肽(peptides)為基礎(chǔ)，也就是一種端對(duì)端連接成鏈狀的胺基酸;其連接鏈無(wú)法再延伸更長(zhǎng)，因此胺基酸也無(wú)法成為蛋白質(zhì)。

　　StoreDot以人工方式制造該種胺基酸，將它們長(zhǎng)成長(zhǎng)度不到2奈米(nm)的晶體;這些晶體能自組裝成量子點(diǎn)(quantumdots)，也就是一種尺寸只有幾個(gè)粒子大小的材料。該類材料有時(shí)會(huì)表現(xiàn)出可用的光學(xué)或電氣特性，有的還具有壓電性(piezoelectric)──也就是會(huì)在機(jī)械壓力之下產(chǎn)生電力。

　　該種材料曝露在紅光下會(huì)發(fā)出紅、綠、藍(lán)光，因此也可以用來(lái)開發(fā)OLED顯示器;根據(jù)StoreDot執(zhí)行長(zhǎng)DoronMyersdorf去年接受《華爾街日?qǐng)?bào)(WallStreetJournal)》專訪時(shí)表示，該種材料可利用現(xiàn)有OLED制程，而且成本只有目前材料的十分之一。

　　具備正確奈米級(jí)尺寸以及具備符合量子點(diǎn)或奈米點(diǎn)(nanodots)定義之半導(dǎo)體特性的晶體粒子，可應(yīng)用在太陽(yáng)能電池、LED、醫(yī)療影像系統(tǒng)等;其他具備量子點(diǎn)資格的正確奈米級(jí)尺寸粒子一度被認(rèn)為是完全無(wú)機(jī)的，直到一篇在2010年發(fā)表于《Nature》期刊的文章證明，它們可以用肽或其他材料來(lái)制造。

　　那些有機(jī)材料的毒性比無(wú)機(jī)材料低，也較容易被生物分解，而且以高純度制造的成本也相對(duì)較便宜。據(jù)了解，以有機(jī)材料長(zhǎng)成的晶體只有兩個(gè)分子的大小，是HIV病毒的六十分之一;StoreDot的首席科學(xué)家GilRosenman表示，因?yàn)槭蔷w結(jié)構(gòu)，意味著它們很穩(wěn)定、可乘載電荷，甚至可用來(lái)制造記憶體。

　　Rosenman先前是臺(tái)拉維夫大學(xué)的研究員，當(dāng)時(shí)他預(yù)見正在測(cè)試應(yīng)用于讓阿茲海默癥(Alzheimer)病患大腦內(nèi)神經(jīng)元收縮的肽，可被應(yīng)用在更廣泛的領(lǐng)域。因?yàn)殡哪懿东@電荷，產(chǎn)生一個(gè)天然的奈米級(jí)電容，而如果有足夠多的電容能聚集在一個(gè)地方，就能快速地取得并保存相對(duì)大量的電力，然后透過一個(gè)比化學(xué)電池快得多、經(jīng)控制的方式放電。

　　以肽奈米點(diǎn)制造的材料會(huì)纏繞在像是一般電池電極的周圍，其數(shù)量與總活性表面積成正比;該種電極的某一端是電容器，另一端則做為普通電池、將電荷一個(gè)個(gè)送到鋰電池中，因此其電量是一般方案的十倍、能在安全的前提下將經(jīng)過特殊調(diào)整的SamsungGalaxyS5手機(jī)在不到一分鐘的時(shí)間內(nèi)充飽電。

　　Myersdorf表示：「基本上，我們開發(fā)的是新一代的電極與新材料，我們稱之為多功能電極(MultiFunctionElectrode，MFE);這種電極的一側(cè)是扮演類似超級(jí)電容的角色(能快速充電)，另外一側(cè)則像是鋰電極(緩慢放電)。其電解質(zhì)也是以我們的奈米點(diǎn)材料調(diào)整過的，好讓多功能電極發(fā)揮作用;我們的目標(biāo)是讓其電量以及自放電達(dá)到鋰離子電池的水準(zhǔn)。」

　　在StoreDot將快速產(chǎn)品正式推向商用化之前，還有至少一至兩年的研發(fā)工作需要完成;不過以該種有機(jī)材料所開發(fā)的類OLED手機(jī)顯示器，可能完成開發(fā)的速度更快。StoreDot所展示的充電器原型就跟筆記型電腦的充電器差不多大小，不過該公司表示真正上市時(shí)尺寸會(huì)只有原型的一半。StoreDot也打算以該種材料制造電池，但價(jià)格會(huì)是一般鋰離子的兩倍。