ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ವಿಜ್ಞಾನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ನಿರಂತರ ಬದಲಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ, ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಸಾಧನಗಳು ಸಂಶೋಧನಾ ತಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿವೆ. ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಪೂರೈಸುವ ಸಲುವಾಗಿ, ಉನ್ನತ-ಮಟ್ಟದ ಬುದ್ಧಿವಂತ ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಸಾಧನ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅನ್ವಯವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆದಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಸೂಪರ್‌ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳ (FSCs) ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಹೊಸ ಶಕ್ತಿಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಸವಾಲುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.

ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಬೋರಾನ್ ನ್ಯಾನೋಶೀಟ್ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗಿಂತ ನಾಲ್ಕು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟಿವ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗೆ ಆದ್ಯತೆಯ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅದರ ಅಂತರ-ಪದರದ ವಾಹಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸ, ಸಣ್ಣ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸರಂಧ್ರತೆಯಿಂದಾಗಿ, ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ ಇದು ಚಾರ್ಜ್ ವರ್ಗಾವಣೆ, ಅಯಾನು ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಸಂಗ್ರಹಣೆಯನ್ನು ಗಂಭೀರವಾಗಿ ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅದರ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸರಂಧ್ರತೆ, ದೊಡ್ಡ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೊಸ 2-D ಬೋರಾನ್-ಆಧಾರಿತ FSC ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸಂಶೋಧನಾ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ.

ಮೇಲಿನ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುವ ಸಲುವಾಗಿ, ನಾನ್‌ಜಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಬೋರಾನ್ ನ್ಯಾನೋಶೀಟ್‌ನ ಕ್ರಮಬದ್ಧ ನ್ಯಾನೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿತು ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ದ್ರವ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ನೂಲುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಬೋರಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಹೆಟಿರೋಜೆನಸ್ ನ್ಯಾನೊಶೀಟ್ (ABCNs) ಫೈಬರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿತು. ಬಾಟಮ್-ಅಪ್ ಗ್ಯಾಸ್-ಫೇಸ್ ಸ್ಟ್ರಿಪ್ಪಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಕಂಡೆನ್ಸೇಶನ್ ತಂತ್ರವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಬೃಹತ್ ಬೋರಾನ್ ನಡುವಿನ bB ಬಂಧವನ್ನು 2-D ಬೋರಾನ್ ನ್ಯಾನೊಶೀಟ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ತೆರೆಯಲಾಯಿತು. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, bC ನ್ಯಾನೊಶೀಟ್‌ಗೆ bC ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಬೋರಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಡಬಲ್-ಲೇಯರ್ ಹೆಟಿರೋಜೆನಸ್ ನ್ಯಾನೊಶೀಟ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸಾರಜನಕ-ಡೋಪ್ಡ್ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಶೀಟ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಲಂಚ ನೀಡಲಾಯಿತು. ನ್ಯಾನೊಶೀಟ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ, ಚಾರ್ಜ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಯಾನು ಚಲನ ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಸಂಗ್ರಹಣೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ.

ABCN ಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ತತ್ವ ಮತ್ತು ಬ್ಲಾಕ್ ಬೋರಾನ್, ಬೋರಾನ್ ನ್ಯಾನೋಶೀಟ್ ಮತ್ತು ABCN ಗಳ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ.

ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕಳಪೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ನಮ್ಯತೆ ಮತ್ತು FSC ಗಳ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರದೇಶದ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿನ ತೊಂದರೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಗುರಿಯಾಗಿಟ್ಟುಕೊಂಡು, ಸಂಶೋಧಕರು ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡ್ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ನೂಲುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಮ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆಯೊಂದಿಗೆ ಬಟ್ಟೆಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದರು (ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ನೂಲುವ ವಿಧಾನದೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ನೂಲುವ ದ್ರವದ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ರಚನೆಯನ್ನು ಲ್ಯಾಮಿನಾರ್ ಹರಿವು ಮತ್ತು ದ್ರವಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು). ಬಟ್ಟೆಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದೊಂದಿಗೆ ನಿರ್ಮಿಸಲಾದ FSC ಗಳು 167.05 mWh/cm3 ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು 534.5 F/cm3 ನ ಪರಿಮಾಣ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಧಾರಣದೊಂದಿಗೆ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸಿದವು, ಇದು FSC ಗಳ ಧರಿಸಬಹುದಾದ ದೊಡ್ಡ ವಿರೂಪ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜು ಅನ್ವಯಕ್ಕೆ ಆಧಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸಿತು.

ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಪಿನ್ನಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಅದರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ABCN ಗಳ ನ್ಯಾನೊಕಾಂಪೋಸಿಟ್ ಫೈಬರ್ ಮೆಂಬರೇನ್.

ಮೇಲಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, FSC ಗಳು ಮತ್ತು ಒತ್ತಡ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಬಟ್ಟೆಯೊಳಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿ ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿ-ಸಂವೇದನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಮಣಿಕಟ್ಟಿನ ನಾಡಿ, ಹೃದಯ ಬಡಿತ, ಬೆರಳು, ಬೆನ್ನು ಮತ್ತು ಕುತ್ತಿಗೆ ಬಾಗುವ ಸಂಕೇತಗಳಂತಹ ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮಾನವ ದೇಹದ ವಿವಿಧ ಶಾರೀರಿಕ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ FSC ಗಳ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಕ್ಕೆ ಹೊಸ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆ - ಸಂವೇದನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಅನ್ವಯಿಕೆ

ಪ್ರಬಂಧದ ಲಿಂಕ್‌ಗಳು: https://doi.org/10.1002/anie.202011523