IT GALAXY
Registered User
- تاریخ عضویت
- 23 مارس 2013
- نوشته‌ها
- 473
- لایک‌ها
- 277
دانشمندان در تلاش پیوسته‌ای که برای بهبود باتری دستگاه‌های الکترونیکی دارند همواره در پی افزایش ظرفیت و دوام باتری‌های لیتیوم یون هستند. برای این کار همواره مطالعه و آزمون مواد مختلف –برای مثال سیلیکون- برای به کارگیری در الکترودها مد نظر آن‌ها بوده است. مشکلی که در الکترودها وجود دارد این است که با ورود و خروج یون‌های لیتیوم به درون الکترود و انبساط و انقباض پیوسته‌ای که این الکترودها دارند به مرور زمان دچار شکستگی و از کار افتادگی می‌شوند. این مشکل برای الکترودهای سیلیکونی نیز صادق است که خود ذاتا ماده‌ای شکننده هستند. حال دانشمندان در حال کار بر روی الکترودهای پلیمری رسانایی هستند که با خاصیت لاستیکی که دارند می‌توانند ترک‌های خود را التیام دهند.
این قابلیت درست مثل بدنه‌ی گوشی منحنی شکل G Flex ال جی عمل می‌کند، بدیهی است که با ساخت چنین ماده‌ای طول عمر باتری‌های لیتیوم یون به طرز چشمگیری افزایش می‌یابد. این ماده پلیمری که توسط تیمی از دانشگاه استنفورد ساخته شده است حاصل تلفیق نانوذرات کربن رسانا با پلیمر دیگری است که پیش ازین این تیم برای کاربرد در پوست مصنوعی ساخته بود.
هنگامی که این الکترودهای سیلیکونی با این ماده پوشش داده می‌شوند، باعث می‌شود تا طول عمر الکترودها طی چرخه‌های انبساط و انقباض تا 10 برابر افزایش پیدا کند. با وجود اینکه در اینجا نیز ترک‌های ریزی در پلیمر ایجاد می‌شد ولی طی چند ساعت تمام این ترک‌ها شده و دیگر اثری از آن‌ها دیده نمی‌شد.
در واقع سازوکار عملکرد این پوشش‌های خود ترمیم شونده ضعیف کردن عمدی ولی حساب شده نیروهای بین مولکولی پیوندهای شیمیایی بین پلیمر است. با وجود اینکه این امر موجب راحت تر شکسته شدن ماده می‌شود ولی به محض ایجاد ترک ماده از گوشه هایش شروع به برگشتن می‌کند در نتیجه ترک ایجاد شده به آرامی ترمیم خواهد شد. مولکول‌های زیستی همچون DNA نیز از سازوکار مشابهی بهره می‌برند (به همین دلیل ما هنوز زنده ایم!)
در آزمون‌های آزمایشگاهی الکترود سیلیکونی پوشش داده شده با این ماده حدود 100 چرخه دوام آورد، البته باید گفت این عدد هنوز با هدف گذاری 500 چرخه برای گوشی‌های هوشمند و 3000 چرخه برای خودروهای الکتریکی فاصله‌ی بسیاری دارد، اما به نظر می‌رسد که دستیابی به این اهداف نیز چندان دور از دسترس نباشد. ضمن اینکه دانشمندان معتقدند می‌توان ازین ماده برای سایر الکترودهای غیر از سیلیکون نیز استفاده کرد.
مقاله‌ی کامل این پژوهش در نشریه‌ی معتبر Nature Chemistry به چاپ رسیده است. به نظر شما چند سال تا ساخت باتری‌های خود ترمیم شونده فاصله داریم؟
منبع : خودترمیم شوندگی، این بار در باتری‌ها - زومیت
نویسنده: کاوه جهان آرای
