نسل جدید باتری های لوازم الکترونیکی هوشمند

به گزارش کلیک، دانشمندان در سراسر جهان در حال گسترش روز افزون لوازم الكترونيكي قابل انعطاف مانند: نمايشگرهاي ويدئويي و پنل هاي خورشيدي هستند كه می توانند روزي به لباس يا حتي بدن انسان راه يابند. اما يكي از محدوديت هاي اين دستگاه ها،كمياب بودن باتري هاي انعطاف پذير براي نيرو دهی به آن ها يا ذخيره انرژي توليد شده توسط آنهاست.
بر اساس تحقيقات قبلي كه منجر به ساخت باتري هاي تاشو شده بود، مدل هاي ارتقاء يافته این نوع باتری ها كه نمونه هاي بزرگ شونده نام دارند، می توانند به اندازه کافی به این گونه دستگاه های هوشمند، نیرو برسانند.
در حال حاضر باتري هاي ليتيوم-يوني در بازار موجود است كه مي توانند به اندازه ١٥٠ درصد اندازه واقعيشان بزرگ شده و همچنان قابليت تامين نيروي دستگاه ها را داشته باشند.
يك پروفسور در زمينه مهندسي مكانيك و هوافضا در دانشگاه ايالت آريزونا، موفق به ساخت دستگاه جديدي در این حوزه شده، وی در این باره می گوید: "بعد از صحبت با يك هنرمند اریگامی (هنر ژاپني ساختن گل و حيوانات كاغذي) كه چند الگوي معروف را به من نشان داد، اين كار را انجام دادم. يكي از اين الگوها كه به روش تا كردن Miura-ori مشهور است، براي تا كردن الگوهای خيلي بزرگ به صورت مستطيل هاي كوچك به كار مي رود و به بسته بندي پنل هاي خورشيدي در صنايع فضايي كمك زيادي كرده است."
محققان اعتقاد دارند، يكي از مشكلات استفاده از قوانين اریگامی براي ساخت دستگاه هاي الكترونيكي اين است كه تا كردن گاهي موجب ايجاد سطوح ناهموار مي شود و اين مسئله ممكن است اتصال اين دستگاه ها را به ساير دستگاه هاي الكترونيكي با مشكل مواجه كند.
برخی دانشمندان به جاي اين روش از مدل ديگري از اریگامی كه kirigami ناميده مي شود، در ساخت باتري هاي بزرگ شونده استفاده كردند. در حالي كه اریگامی، تنها از تا كردن براي ساختن سازه ها استفاده مي شود، kirigami از دو شيوه تا كردن و بريدن بهره مي گيرد. اين تكنيك منجر به ايجاد سازه هايي مي شود كه بعد از بزرگ شدن، سطوح آن همچنان صاف باقي مي مانند.
یکی از اعضای تیم تحقیقاتی در این باره اظهار داشت: "ما يك رويكرد جديد براي ايجاد سازه هاي بزرگ شونده يافته ايم كه از رويكردهاي ساخت مناسب تري نسبت به رویکردهای قبلی استفاده مي كند."
اين باتري ها با استفاده از محلولي از گرافيت و دي اكسيد ليتيوم كبالت ساخته مي شوند و مي توانند براي ذخيره و آزاد سازي الكتريسيته مورد استفاده قرار گيرند.
روي ورق هاي آلومينيومي را با اين محلول مي پوشانند و سپس با استفاده از تكنيك هاي kirigami، اين ورق ها را به گونه اي تا مي كنند كه قابليت بزرگ شدن به حالت مارپيچي را داشته باشند.
محققان مي گويند: اين باتري هاي جديد، در مراحل آزمايشي توانايي تامين نيروي ساعت مچي هوشمند Samsung Gear2 را حتي در حالت بزرگ شده، داشته اند. اين باتري ها به راحتي در مچ دست تغيير سايز مي دهند و مي توانند در دستگاه هاي پوشيدني قابل انعطاف مورد استفاده قرار گيرند.
تيم تحقيقاتي ديگري اخيرا موفق به ساخت نوعي باتري شده است كه مي تواند به اندازه ٣٠٠ درصد اندازه واقعيش بزرگ شود. در اين دستگاه، مواد ذخيره كننده انرژي مابين صفحات باريكي از مواد سيليكوني فشرده مي شوند؛ با این حال، پروفسور ژیانگ اعتقاد دارد كه باتري جديد او داراي يك مزيت نسبت به باتري هاي قبلي است چرا که با تكنولوژي هاي ساخت اقتصادي فعلي سازگار است.
محققان اكنون در حال كار بر روي ساخت الگوهاي اریگامی ميكروسكوپي براي تركيب باتري هاي بزرگ شونده با ميكرو الكترونيك هستند.
منبع: Live Science