如今随处可见的智能手表、健身手环，已经成为很多人爱不释手的时尚配饰。
然而，由于其尺寸，这些设备的电池容量和待机时间非常有限。
近日，来自美国麻省理工学院和加拿大不列颠哥伦比亚大学的研究人员开发出一种柔性超级电容器，可能会让这种情况成为过去，为智能手表和可穿戴设备带来更具想象力的未来。
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发表在《ACS应用材料与界面》杂志上的一篇相关论文做出了大胆的预测。
神奇的化学元素铌 这种方法的核心是由铌纳米线制成的高性能超级电容器。
支持的设备类型包括智能手表、心率传感器、电脑、智能手机等。
此外，这种高功率、小尺寸的设备也有望在微型自主机器人中得到应用。
铌是一种具有良好超导性能的金属元素，地球上储量丰富。
在各种具有超导特性的元素中，铌的临界温度最高。
由于其独特的电性能，铌常被用来制造电容器。
与同体积的其他电容器相比，铌电容器具有容量更大、工作温度范围更宽、使用寿命更长的特点。
它已广泛应用于计算机、雷达、导弹、飞机等电路中。
此外，这种材料还具有优异的耐腐蚀性和生物相容性，不会与人体内的各种液体物质发生相互作用。
它不仅可以用来制造医疗器械，还可以用来缝合神经，甚至一些铌材料还可以替代受损的骨骼和关节，即使植入人体也不会有任何问题。
碳纳米材料的竞争对手在过去的十年里，科学家们一直在努力寻找可以制造高性能超级电容器的材料。
目前最流行的材料是碳纳米管和石墨烯，但科学家仍然对其导电性不满意。
在这项研究中，来自麻省理工学院机械工程教授 Ian W. Hunter、博士生 Saeed M. Maiwakli 和加拿大不列颠哥伦比亚大学的三名研究人员组成的团队，经过多次实验，最终选定了铌纳米线。
Maivacli和他的同事通过实验证明，高能量密度并不是碳纳米材料所独有的，铌纳米材料可能是更好的选择。
新研究使用铌纳米线制成的纱线来制造超级电容器。
单根铌纳米线的直径仅为纳米，相当于人类头发直径的千分之一。
与碳纳米材料相比，新材料具有许多独特的优点。
首先，这种材料具有很高的柔韧性，可以编织成织物并制成各种形状，可以更好地满足制造可穿戴设备的需求；其次，与碳纳米材料相比，铌纳米线具有更好的强度，导电率也比这些材料高出数倍以上。
此外，铌还具有高达100摄氏度的熔点，这使得用它制成的超级电容器完全可以在各种恶劣的高温环境下使用，并具有优异的使用寿命。
相比之下，在相同体积下，铌基超级电容器可以存储比碳纳米管材料多五倍的电能。
更有吸引力的是，铌纳米线超级电容器由于其储量丰富，价格会更便宜。
可穿戴设备福音研究人员表示，对于紧凑型智能设备和可穿戴设备，显着延长电池寿命的一种选择是使用电池和超级电容器的组合。
这种组合将使便携式设备的设计变得更加容易。
由于新型纳米线超级电容器的性能远远优于当前的电池，并且占用的空间也少得多，因此预计它们将显着减小设备的尺寸。
McWackley 表示：“在可穿戴设备领域，消费者对产品的尺寸特别敏感。
如果你有 Apple Watch，如果重量减轻 30%，你可能感觉不到特别明显。
但如果是薄30%，会给你带来完全不同的感觉。
”这种变化在较小的设备中尤其有价值，亨特说：“目前的电池存在很多问题，要么存储效率相对较低，要么尺寸太小。
我们的技术正好站在体积和功率的平衡点上，能够以更小的体积储存能量。
电能较大。
澳大利亚卧龙岗大学工程教授 Jeffs Pincus 表示，这项工作对于未来智能织物和可穿戴技术具有重要意义。
这项研究足以令人信服，让人们认识到铌基纤维超级电容器的惊人性能。
直到目前，这种材料仅在实验室中小规模生产，研究人员表示，他们已经在尝试创建一种更实用、更容易大规模生产的版本，相信在不久的将来，小型铌纳米线将会出现。
为可穿戴设备带来新的辉煌。