ابداع یک ماده کارآمد برای ساخت باتری های انعطاف پذیر
به گزارش کوتاه کننده لینک، پژوهشگران آمریکایی، یک ماده مبتنی بر فلز مایع ابداع نموده اند که میتوان از آن برای ساخت باتری های انعطاف پذیر یا پوشیدنی های الکترونیکی استفاده نمود.
به گزارش کوتاه کننده لینک به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، گروهی از پژوهشگران آمریکایی، ماده جدیدی را ابداع نموده اند که نه فقط الاستیک است، بلکه در مقابل گازها و مایعات می تواند غیرقابل نفوذ باشد؛ کاری که این نوع مواد بطور معمول در آن بد هستند. این ماده می تواند برای ساخت باتری های انعطاف پذیر یا وسایل الکترونیکی پوشیدنی سودمند باشد.
طراحی مواد اغلب به معاوضه بین خاصیت های خاص نیاز دارد. اگر چیزی می خواهید که گازها و مایعات را بیرون نگه دارد، پس به یک ماده سخت و سفت نیاز دارید. از طرف دیگر، اگر به چیزی با کمی انعطاف نیاز دارید، باید با مقدار گاز یا مایعی که از آن نفوذ می کند، کنار بیایید.
پژوهشگران «دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی» (NC State)، ماده جدیدی ساخته اند که می تواند هر دو کار را انجام دهد. کلید اصلی این پروژه، آلیاژ عجیبی است که به نام «گالیم و ایندیم یوتکتیک»(EGaIn) شناخته می شود. این آلیاژ از دو فلز نرم تشکیل شده است که در دمای اتاق به شکل مایع درمی آید. ثابت شده است که EGaIn یک ماده همه کاره است. این ماده در سالهای اخیر به عنوان یک کاتالیزور جذب کربن در ایمپلنت های قابل حل شدن و دستگاه های الکترونیکی قابل کشش و چرخش استفاده شده است.
این گروه پژوهشی برای ساخت ماده جدید خود، لایه نازکی از EGaIn را در یک پلیمر الاستیک قرار دادند. درون پلیمر، مجموعه ای از مهره های شیشه ای ریز وجود داشت که مانع از تجمع EGaIn در یک نقطه می شد. این کار، ماده جدید را به پلیمری کشسان و انعطاف پذیر با مرکزی از فلز مایع تبدیل می سازد که بطور موثر از عبور گازها و مایعات جلوگیری می کند.
در آزمایش های اثربخشی این ماده، پژوهشگران بررسی کردند که آیا فلز مایع می تواند به مرور زمان تبخیر شود و آیا اکسیژن می تواند از ظرف مهروموم شده تولید شده از پلیمر بیرون بیاید. در هر دو مورد، از دست دادن مایع یا گاز تشخیص داده نشد که نشان میدهد این یک مانع موثر است.
در آزمایش های دقیق تر، پژوهشگران بررسی کردند که چگونه این پلیمر در دستگاه های الکترونیکی قابل کشش، همچون باتری و سیستم انتقال حرارت کار می کند. پلیمر باردیگر به هر دو دستگاه کمک کرد تا نقش خودرا به خوبی انجام دهند، ظرفیت باتری را تا بیش از ۵۰۰ سیکل بالا نگه داشت و هدایت حرارتی سیستم انتقال حرارت را افزایش داد.
پژوهشگران در نهایت یک پنجره انتقال سیگنال را به پلیمر اضافه کردند و نشان دادند که می توان از آن برای عبور ارتباطات بی سیم نیز استفاده نمود. در مجموع، این آزمایش ها نشان می دهند که مواد منعطف و غیرقابل نفوذ می توانند طیف گسترده ای از کاربردها را داشته باشند.
یکی از نکات منفی احتمالی، گرانی نسبی EGaIn است اما پژوهشگران می گویند که احتمالاً امکان بهینه سازی مواد بمنظور کاهش هزینه وجود خواهد داشت. تمرکز این پژوهش بر هزینه نبوده است. یکی از روش هایی که پژوهشگران پیشنهاد می کنند، استفاده کردن از لایه نازک تری از EGaIn است.
این پژوهش، در مجله «ساینس»(Science) به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان gph در مورد این مطلب