(PhysOrg.com) -- Stanford-forskare har gått från att tillverka batterier från papper till att göra batterier av tyg. Din t-shirt kan bli en upplyst, rörlig display.

Ett team av Stanford-forskare producerar batterier och enkla kondensatorer av vanliga textilier doppade i bläck med nanopartiklar. De ledande textilierna - kallade "eTextiles" - representerar en ny klass av integrerade energilagringsenheter, född ur syntesen av förhistorisk teknik med banbrytande materialvetenskap.

"Vi har utvecklat alla typer av material, försöker revolutionera batteriprestanda, sade Yi Cui, biträdande professor i materialvetenskap och teknik vid Stanford. "Nyligen, vi började fundera på hur man gör batterier på ett helt annat sätt än tidigare."

Medan konventionella batterier tillverkas genom att belägga metallfolie i en partikeluppslamning och rulla den till kompakt form - en kapitalintensiv process - tillverkades de nya energitextilierna med en enkel "doppning och torkning" procedur, varvid en tygremsa beläggs med en speciell bläckformel och torkas i ugnen.

Proceduren fungerar för att tillverka batterier eller superkondensatorer, beroende på innehållet i bläcket - oxidpartiklar som LiCoO ₂ för batterier; ledande kolmolekyler (enväggiga kolnanorör, eller SWNT) för superkondensatorer. Tills nu, laget har bara använt svart bläck, men Cui sa att det är möjligt att producera en rad färger genom att lägga till olika färgämnen till kolnanorören.

Effektiv energilagring

Vad mer, den lätta, flexibel och porös karaktär hos naturliga och syntetiska fibrer har visat sig vara en idealisk plattform för att absorbera ledande bläckpartiklar, enligt postdoktor Liangbing Hu, som ledde energitextilforskningen. Det hjälper till att förklara varför behandlade textilier gör så effektiva energilagringsenheter, han sa.

Cuis team hade tidigare utvecklat pappersbatterier och superkondensatorer med en liknande process, men de nya energitextilierna uppvisade några tydliga fördelar gentemot sina pappersföregångare. Med en rapporterad energitäthet på 20 Watt-timmar per kilogram, en bit eTextile som väger 0,3 kilo (ungefär ett uns, den ungefärliga vikten av en T-shirt) kan rymma upp till tre gånger mer energi än ett mobiltelefonbatteri.

Förutom ökad energilagringskapacitet, eTextiler är anmärkningsvärt hållbara och tål större mekanisk påfrestning.

"Det hela kan också vara töjbart, och sträcker sig till mer än dubbelt så lång, Hu förklarade. "Du kan tvätta den, lägg det i alla typer av lösningsmedel - det är väldigt stabilt."

De potentiella tillämpningarna av bärbar kraft är många, allt från hälsoövervakning till kläder för rörlig display. (Den senare, Cui funderade, skulle göra ett rejält plask om det bärs av Stanfords idrottslag.)

Cui sa att de nya eTextiles ger upphov till branschkonvent, där varumärken med stort namn har uttryckt intresse för att utveckla reaktiva, högpresterande sportkläder med den nya tekniken. Den amerikanska militären undersöker också möjligheten att integrera energitextilier i sin stridsuppsättning, ett drag som en dag kan lätta en soldats bärande last.

Intresse av att utveckla nya marknader

"Det finns ett riktigt stort intresse för att utveckla nya marknader inom hemelektronik, " Sammanfattade Cui. "Vi är inte där än, men det här är en framväxande industri."

Sålänge, teamet kommer att fortsätta sin nuvarande forskningsbana med två teman i åtanke:hur man bäst introducerar eTextiles på verkliga marknader, och den grundläggande vetenskapen bakom det som gör att deras produkt fungerar så effektivt.

"This is the right time to really see what we learn from nanoscience and do practical applications that [are] extremely promising, " Cui said. "The beauty of this is it combines the lowest cost technology that you can find to the highest tech nanotechnology to produce something great. I think this is a very exciting idea… a huge impact for society."