ابداع یک ماده کارآمد برای ساخت باتری‌های قابل قبول

انتهای پیام



منبع

این پژوهش، در مجله «ساینس» (Science) به چاپ رسید.

پژوهشگران آمریکایی، یک ماده سازنده بر روی فلزات مایع ابداع کرده‌اند، می‌توان آن را برای ساخت باتری‌های مصرف‌پذیر یا پوشیدنی‌های الکترونیکی استفاده کرد.

پژوهشگران «دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی»‌(NC State)، ماده ساخته‌شده‌اند که می‌توان هر دو کار را انجام داد. کلید اصلی این پروژه، آلیاژ عجیبی است که به نام «گالیم و ایندیم یوتکتیک» (EGaIn) شناخته می‌شود. این آلیاژ از دو فلز نرم تشکیل شده است که در اتاقی به شکل مایع درمیآید. ثابت شده است که EGaIn یک ماده همه کاره است. این ماده در سال های اخیر به عنوان یک کاتالیزور جذب کربن در ایمپلنت های قابل حل شدن و دستگاه های الکترونیکی قابل کشش و چرخش استفاده می شود.

پژوهشگران در نهایت یک پنجره انتقال سیگنال را به پلیمر اضافه کردند و نشان دادند که می‌توان از آن برای عبور از ارتباطات بی‌سیم نیز استفاده کرد. در مجموع، این آزمایش‌ها نشان می‌دهند که مواد منعطف و غیرقابل نفوذ می‌توانند از کاربردها استفاده کنند.

در آزمایش‌های دقیق‌تر، محققان بررسی کردند که چگونه این پلیمر در دستگاه‌های الکترونیکی قابل کشش، از باتری و سیستم انتقال حرارت کار می‌کند. پلیمر دوباره به هر دو دستگاه کمک کرد تا نقش خود را به خوبی انجام دهند، ظرفیت باتری را تا بیش از 500 سیکل بالا نگاه داشت و هدایت حرارتی سیستم انتقال حرارت را افزایش داد.

این گروه پژوهشی برای ساخت ماده جدید خود، لایه نازکی از EGaIn را در یک پلیمر الاستیک قرار دادند. درون پلیمر، مجموعه‌ای از مهره‌های شیشه‌ای وجود دارد که مانع از تجمع EGaIn در یک نقطه می‌شود. این کار، ماده جدید را به پلیمری کشسان و پذیرفتن با مرکزی از فلز مایع تبدیل می‌کند که به طور مستقیم از گازها و مایعات جلوگیری می‌کند.

بخوان  ChatGPT از اینستاگرام پیشی گرفت
در اثر این ماده آزمایشی، پژوهشگران بررسی کردند که آیا مایعات فلزی می‌توانند به زمان تبخیر تبدیل شوند و می‌توانند از ظرف مهروم‌سازی شده از پلیمر بیرون بیاید. در هر دو مورد، از دست دادن مایع یا گاز تشخیص داده نشد که نشان می‌دهد این یک وسیله ابزار است.

یکی از نکات منفی احتمالی، گرانی نسبی EGaIn است اما پژوهشگران می‌گویند که احتمالاً ممکن است بهینه‌سازی مواد به منظور کاهش هزینه‌ها انجام شود. بررسی این پژوهش بر هزینه نبوده است. یکی از روش‌هایی که پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند، استفاده از لایه نازک‌تری از EGaIn است.

طراحی مواد به معاوضه بین ویژگی های خاص نیاز دارد. اگر چیزی می‌خواهید که گازها و مایعات را بیرون نگاه کنید، پس به یک ماده سخت و راحت نیاز دارید. از سوی دیگر، اگر به چیزی با کمی نیاز نیاز دارید، باید با مقدار گاز یا مایعی که از آن نفوذ کند، کنار بیاید.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، گروهی از پژوهشگران آمریکایی، ماده اولیه را ابداع کرده‌اند که نه تنها الاستیک است، بلکه در برابر گازها و مایعات می‌تواند غیرقابل نفوذ باشد. کاری که این نوع مواد معمولا در آن بد هستند. این ماده می‌تواند برای ساخت باتری‌های پذیرنده یا وسایل الکترونیکی پوشیدنی سودمند باشد.