有一天，你上完廁所，洗手臺上都是水，你只能把手中的手機，隨手塞進后面的褲袋里。之后你找了張凳子，一屁股坐下去。天，手機！不用擔心，它不再是那么硬邦邦的塊頭，相反，它可以被彎曲，甚至折疊。

這個片段看上去很匪夷所思，但其實它在一步步接近。據物理學家組織網十一月五日報道，美國新澤西理工學院的科學家已經開發出一種由碳納米管制成的柔性電池。此前，電子產品制造商已經制造出了柔性OLED顯示器，這種開拓性的技術將讓我們身邊的電子產品發生根本性的改觀，可以折疊的手機、平板電腦和電視正在從科幻走入現實。而這種新型柔性電池的研制成功無疑讓這些柔性可折疊設備離我們更近了一步。

電池保持柔性可被折疊

據領導該項研究的美國新澤西理工學院化學與環境科學教授薩曼尼·米特拉介紹，每塊電池都由軟塑料襯成，上面布滿了作為“電活躍成分”的碳納米管和“微粒子”。這些粒子與傳統電池中的粒子用途類似，但它們被設計成在具有活性的同時還要保持柔性。

米特拉表示，有關堿性電池來說，這些粒子可以是鋅或二氧化錳(或者是鋰離子電池中的鋰鹽)。“我們目標是利用現有的系統，并將這種電池轉換到柔性平臺上，比如說柔性顯示屏的電子設備。”

雖然碳納米管電池并不是全球首款柔性電池，但是與之前的柔性電池相比，采用該技術制成的電池，在外形設計上極為靈活。從小到針尖大小的微電池，大到像客廳地毯那樣的尺寸，這款電池都能夠輕松“拿下”。甚至還柔軟到可以被卷起來置于后備廂中，并驅動車子。所以，在眾多應用領域，這個柔性電池都可以“吃得開”，多種尺寸的柔性便攜設備都能適配。

像三明治相同壓合

除此之外，這種電池還有另外一種革命性的潛力——它結構簡單、組裝難度較小，掌握技術要領后容易批量生產。制造這款電池要的基本部件只有三個——電極、電漿和包裹材料。使用兩片塑料包裹材料，將電極和電漿包裹起來之后，再在其中加入塑料隔板，最后將整個系統封裝起來就可以了。

此外，研究人員還表示這種電池的裝配步驟也非常簡單，甚至能夠以半成品套件直接在市場上銷售，消費者也有可能DIY自制電池，以迎合特殊的需求。用戶在使用時可以將兩張帶電極的塑料封皮與中層隔板糊上，也就是用絕緣板將兩塊電極塑料板隔開，然后用層壓機像制作三明治那樣，將三塊板壓合到一起即可，之后就可以像AAA或AA電池那樣為各種設備供應電能。

這項研究由新澤西理工學院化學專業博士生王志乾(音譯)協助完成。相關專利申請已經提交，詳細的研究成果已發表在《先進材料》雜志上。

●未來

將在柔性電子設備上應用

米特拉說：“創建柔性電池是一個令人興奮的前沿研究領域，因為有無數消費者期待這項技術給他們帶來驚喜。多年以來，我們一直用碳納米管技術和其他先進技術，進行著各種嘗試和實驗，如今終于取得了一些成績。未來包括柔性電池在內的柔性電子技術，將融入我們的生活，并使其發生徹底改觀。”

由于具有非常出色的可塑性，因此碳納米管柔性電池在未來幾年內，很可能會被用來制作成柔性手機，未來有望在柔性顯示器和可穿戴電子設備上獲得應用。

除了碳納米管柔性電池之外，最近，日本一家研究機構還展示了一款四周全部由屏幕制作而成的全屏幕原型手機。由于整個手機其實就是一塊全方位的屏幕，因此圖片和文字甚至可以沿著手機機身“流動”，展現的效果令人覺得十分神奇。據了解，這款手機的屏幕使用了一種名為“C軸排列晶體”的新型材料，能夠在彎曲的同時，不損失屏幕的分辨率。

雖然這兩家機構之間并沒有什么聯系，但是假如將這兩種技術結合到一起的話，那么像《少數派報告》里，阿湯哥手捧的電子報紙，似乎也就沒有那么遙不可及了。而未來使用柔性屏幕的手機，也不再會像現在相同，僅僅將柔性屏幕變成了曲面屏幕而已，將手機折起來塞在褲袋里這樣的想法或許也不是不可能的。

●相關

碳納米管電池與柔性電池

什么叫電池？就是指盛有電解質溶液和金屬電極，以出現電流的杯狀、槽狀或其他容器或復合容器的部分空間，能將化學能轉化成電能的裝置，不過隨著科技的進步，電池泛指能出現電能的小型裝置，如太陽能電池。而其中，電解質則是指溶于水溶液中或在熔融狀態下，就能夠導電并出現化學變化的化合物。而上文提到的柔性電池，就是把碳納米管做成電解質，放到電池的結構中，將金屬電極和電解質出現的化學能轉變為電能，以達到電池的功效，就和我們平時見到的5號電池工作原理差不多。

“碳納米管是在1992年左右發現的，研究至今都已有20年了，在實驗室階段，可以說相關技術都很成熟了。”浙江大學化學系教授、博士生導師吳慶銀表示，碳納米管電池已經有了不少成品。和前文所提及的電池有些不太相同，那些碳納米管電池看上去就像一張黑紙。這種納米工藝器件重量輕、非常薄、很柔軟，可以卷起來、可以扭轉、折疊，還可剪裁成各種形狀，類似于紙狀電池，也可以像印刷紙相同落成一疊，出現總體功率的輸出。這種器件奇特之處在于，其功能既像高能量電源，又像大功率超級電容器。

當然，柔性電池也并非是個前無古人之物。2010年日本一公司就宣布，已研制成一種厚度僅為0.3毫米、表面積為4平方厘米的柔性電池。蘋果公司也申請了柔性電池的專利！那些電池也能做到彎曲，可折疊，還有柔性太陽能電池等樣式。科技的發展總是能帶給人們各種驚奇。

潛力非凡的石墨烯

現在還有一種物質，它的潛力可能比碳納米管還大，目前來說，它是石墨烯。這是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，目前來說，也是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的。

“碳納米管已經研究了很久了，這個2010年左右才開始研究，所以現在很熱門，而且我也比較看好這個材料。”據吳慶銀教授介紹，石墨烯是一種二維晶體，人們常見的石墨，是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的。石墨的層間用途力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當把石墨片剝成單層之后，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。

在近20年中，碳元素引起了世界各國研究人員的極大興趣。自富勒球和碳納米管被科學家發現以后，三維的金剛石、“二維”的石墨、一維的碳納米管、零維的富勒球，組成了完整的碳系家族。吳慶銀教授說，石墨以其特殊的片層結構，一直以來是研究的一個熱點。石墨可以看成是多層石墨烯片堆垛而成，而前面介紹過的碳納米管可以看作是卷成圓筒狀的石墨烯。當石墨烯的晶格中存在五元環的晶格時，石墨烯片會發生翹曲，富勒球可以看成是多個六元環和五元環，按照適當順序排列得到的。

吳慶銀教授表示，由于導電性、機械性能都很優異，石墨烯被賦予了黑金子之稱，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板，甚至是太陽能電池。利用鋰離子電池在石墨烯表面和電極之間，快速大量穿梭運動的特性，開發出的一種新能源電池，就叫做石墨烯電池。從理論上來說，石墨烯電池潛力要大得多，在快速充電和容量方面都很有優勢。

今年四月，美國俄亥俄州的一家公司，利用鋰離子電池在石墨烯表面和電極之間，快速大量穿梭運動的特性，開發出一種新的電池。這種新的電池可把數小時的充電時間壓縮至短短不到一分鐘。分析人士認為，未來一分鐘快充石墨烯電池假如實現產業化后，將帶來電池產業的變革，從而也促使新能源汽車產業的革新。

“個納米的厚度，儲能也大，這幾個特點使得石墨烯非常有競爭力。”吳慶銀教授表示，用石墨烯制造的電池，由于它本身的特性，就能夠做到薄，而且柔軟，“碳納米管畢竟是個立體的材料，所以相對厚度、柔性會不如石墨烯。”

有科學家甚至預言其將“徹底改變21世紀”。曼徹斯特大學副校長科林·貝利教授就稱：“石墨烯有可能徹底改變數量龐大的各種應用，從智能手機和超高速寬帶，到藥物輸送和計算機芯片。”