இந்த நீட்டக்கூடிய பேட்டரி முறுக்கப்பட்ட, துளையிடப்பட்ட மற்றும் பாதியாக வெட்டப்பட்ட பிறகும் வேலை செய்கிறது.

இது துளைகள், வெட்டுக்கள் மற்றும் ஒரு மாதம் முழுவதும் துஷ்பிரயோகம் ஆகியவற்றிலிருந்து தப்பித்தது – ஒரு துளி கூட சிந்தாமல்.

முதல் பார்வையில், இது ஒரு ஸ்டிக்கரை உரிக்கக்கூடிய ஒரு மெல்லிய சிலிகான் இணைப்பு போல் தெரிகிறது. ஆனால் உள்ளே, இந்த மென்மையான துளி ஆற்றல் சேமிப்பில் ஒரு திருப்புமுனையை மறைக்கிறது. பெரும்பாலான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளைப் போலல்லாமல், அவை கடினமானவை, எரியக்கூடியவை மற்றும் உலோக ஓடுகளில் இறுக்கமாக மூடப்பட்டிருக்கும், இது அதன் அசல் நீளத்தை விட 13 மடங்கு அதிகமாக நீட்டிக்க முடியும், இரண்டாக வெட்டப்பட்ட பிறகு தன்னை குணமாக்கி, அது முறுக்கப்பட்டாலும், மடிக்கப்பட்டாலும், குத்தப்பட்டாலும் கூட LED விளக்கை தொடர்ந்து இயக்கும். மேலும் இது திறந்தவெளியில் இவை அனைத்தையும் செய்கிறது – கசிவு, வெடிப்பு அல்லது நிறுத்தாமல்.

வளைக்க கட்டமைக்கப்பட்டது, உயிர்வாழ வடிவமைக்கப்பட்டது

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் நவீன உலகத்தை சுழற்ற வைக்கின்றன. ஆனால் அவை உடையக்கூடியவை மற்றும் ஆபத்தானவை. மின்முனைகளுக்கு இடையில் லித்தியம் அயனிகளை சார்ஜ் செய்யும் அவற்றின் கரிம திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகள் எரியக்கூடியவை மற்றும் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தவை. கசிவுகள் மற்றும் நீர் சேதத்தைத் தவிர்க்க, உற்பத்தியாளர்கள் அவற்றை கடினமான, ஊடுருவ முடியாத உலோகத்தில் உறையிடுகிறார்கள்.

தொலைபேசிகள் மற்றும் கார்களுக்கு அது நல்லது. ஆனால் அணியக்கூடிய சாதனங்கள், மென்மையான ரோபோக்கள் மற்றும் மின்னணு தோலின் வரவிருக்கும் அலைக்கு, நெகிழ்வுத்தன்மை ஒரு தேவை மற்றும் கடினமான உறைகள் ஒரு பொறுப்பு.

விஞ்ஞானிகள் நீர் சார்ந்த ஹைட்ரோஜெல்களை பாதுகாப்பான, நீட்சி எலக்ட்ரோலைட்டுகளாகப் பயன்படுத்த முயற்சித்துள்ளனர். பிரச்சனை என்னவென்றால், குறைந்த மின்னழுத்தங்களில் நீர் உடைந்து, அத்தகைய பேட்டரிகள் பாதுகாப்பாக வழங்கக்கூடிய சக்தியைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. இந்த வரம்பை நீட்டிக்க முந்தைய முயற்சிகள் ஃப்ளோரினேட்டட் லித்தியம் உப்புகளை நம்பியிருந்தன – அவை விலை உயர்ந்தவை, சுற்றுச்சூழலுக்கு நிலையானவை மற்றும் இன்னும் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தவை. மேலும் இது உங்கள் தோலில் அல்லது உங்கள் உடலுக்குள் செல்லும் சாதனங்களுக்கு ஏற்றதல்ல என்பது தெளிவாகிறது.

இந்த முறை, கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள், பெர்க்லி வேறு பாதையை முயற்சித்தனர்.

உப்புடன் ஜெல்லை ஓவர்லோட் செய்வதற்குப் பதிலாக அல்லது ஃப்ளோரினேட்டட் சேர்மங்களை நம்புவதற்குப் பதிலாக, குழு அவர்கள் “நீர் பற்றாக்குறை ஸ்விட்டோரியோனிக் ஹைட்ரோஜெல்” (WZH) என்று அழைப்பதை வடிவமைத்தது. அதன் உள்ளே, லித்தியம் அயனிகள் கட்டற்ற நீர் மூலக்கூறுகளால் அல்ல, மாறாக ஜெல்லின் முதுகெலும்பின் கவனமாக சரிசெய்யப்பட்ட வேதியியலால் நிலைப்படுத்தப்படுகின்றன: குவாட்டர்னரி அம்மோனியம் மற்றும் சல்போனிக் அமிலக் குழுக்களின் கலவை, அவை லித்தியம் அயனிகளை ஈர்த்து சிக்க வைக்கின்றன, அதே நேரத்தில் தண்ணீரை தவறாக நடந்து கொள்ளாமல் இறுக்கமாக பிணைக்கின்றன.

சுருக்கமாகச் சொன்னால், இது ஒரு சிறப்பு ஹைட்ரஜல் ஆகும், இது 3.11 வோல்ட் வரை மின்னழுத்த சாளரத்தில் செயல்படுகிறது – பல வணிக லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுடன் பொருந்த போதுமானது – ஒரு கடினமான, ஹெர்மெட்டிகல் சீல் செய்யப்பட்ட கேஸ் தேவையில்லாமல். இதன் நீர் உள்ளடக்கம் வெறும் 19% மட்டுமே, இது தேவையற்ற எதிர்வினைகளைத் தடுக்க போதுமான அளவு குறைவாக உள்ளது, ஆனால் அயனிகள் சுதந்திரமாகப் பாய்வதைத் தக்கவைக்க போதுமான அளவு அதிகமாக உள்ளது.

இந்த பொருள், உண்மையில், ஒரு புதிய வகையான எலக்ட்ரோலைட் ஆகும்.

அது தோன்றுவதை விட கடினமானது

அதைச் சோதிக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் நெகிழ்வான, அலை அலையான மின்முனைகள் மற்றும் அவற்றின் WZH ஹைட்ரஜல் கொண்ட முழு லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை உருவாக்கினர். பின்னர் அவர்கள் அவற்றை ரிங்கரில் வைத்தனர். அவை அவற்றின் அசல் நீளத்தில் 50% வரை முறுக்கி, வளைத்து, நீட்டின. ஊசிகளால் அவற்றை மீண்டும் மீண்டும் குத்தி, பாதியாக வெட்டினார்கள். ஒரு சோதனையில், பேட்டரி தொடர்ச்சியாக ஐந்து முறை பஞ்சர் செய்யப்பட்டபோதும் LED-ஐ ஏற்றியது.

ஒவ்வொரு காயத்திற்கும் பிறகு, பேட்டரி ஓய்வெடுக்க அனுமதிக்கப்பட்டது – அல்லது சில சந்தர்ப்பங்களில், 70°C க்கு சுருக்கமாக வெப்பப்படுத்தப்பட்டது. சில நிமிடங்களில், அது தன்னைத்தானே மீண்டும் ஒன்றாக இணைத்துக் கொண்டது. பத்து சுழற்சிகள் வெட்டுதல் மற்றும் குணப்படுத்துதல் ஆகியவற்றின் விளைவாக எதிர்ப்பில் 10% க்கும் குறைவான மாற்றமே ஏற்பட்டது.

மேலும் அது தொடர்ந்து வேலை செய்தது. 500 க்கும் மேற்பட்ட சார்ஜ் சுழற்சிகளில், பேட்டரி பெற்ற ஆற்றலில் 95 சதவீதத்தை வெளியேற்றியது. இது பல வணிக ஸ்மார்ட்போன் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடத்தக்கது, அவை சுமார் 500 சுழற்சிகளுக்காகவும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

இந்த மீள்தன்மை ஜெல்லின் மூலக்கூறு அமைப்பிலிருந்து வருகிறது. அதன் முதுகெலும்பில் அயன்-பொறி குழுக்கள் மட்டுமல்ல, சேதத்திற்குப் பிறகு மீண்டும் ஒன்றாக இணைக்கும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு நன்கொடையாளர்கள் மற்றும் ஏற்பிகளும் உள்ளன. இந்த டைனமிக் பிணைப்புகள் பொருள் தன்னை மீண்டும் இணைக்க அனுமதிக்கின்றன, உயிருள்ள திசுக்களைப் போலவே.

இன்னும், முன்னேற்றத்திற்கு இடம் உள்ளது. 500 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு, முன்மாதிரி அதன் அசல் திறனில் 60 சதவீதத்தை மட்டுமே தக்க வைத்துக் கொண்டது, இது தொழில்துறை தரநிலையான 80 சதவீதத்தை விடக் குறைவு. மேலும் அதன் ஆற்றல் அடர்த்தி வணிக லித்தியம்-அயன் செல்களை விட பத்தில் ஒரு பங்கு மட்டுமே.

ஆனால் இந்த குறைந்த அடர்த்தி ஒரு டீல் பிரேக்கர் அல்ல என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் வாதிடுகின்றனர்.

“உங்கள் ஸ்மார்ட்வாட்ச் ஒரு பேட்டரியால் இயக்கப்படுகிறது, ஆனால் இந்த கடிகாரத்திற்கான பேண்ட் இன்று இயந்திர செயல்பாட்டை மட்டுமே செய்கிறது,” என்று ஆய்வின் மூத்த ஆசிரியரும் இயந்திர பொறியியல் பேராசிரியருமான லிவே லின் கூறினார். “நீங்கள் எங்கள் பேட்டரியுடன் பேண்டை மாற்ற முடிந்தால், உங்களிடம் அதிக பரப்பளவு, வேலை செய்ய அதிக அளவு இருக்கும். ஒரு நாளைக்கு ஒரு முறை ரீசார்ஜ் செய்ய வேண்டியதற்கு பதிலாக, அது ஒரு வாரம் வரை வேலை செய்யக்கூடும்.”

ஆய்வகத்திலிருந்து உங்கள் தோலுக்கு

இப்போது மோசமாக வைக்கப்பட்டுள்ள பேட்டரிகளைச் சார்ந்திருக்கும் அணியக்கூடிய பொருட்கள் முழுமையாக நெகிழ்வானதாக மாறக்கூடும். உயிரினங்களைப் போல நகர வடிவமைக்கப்பட்ட மென்மையான ரோபோக்கள், தசை போன்ற கட்டமைப்புகளில் அவற்றின் சொந்த சக்தியை எடுத்துச் செல்ல முடியும். மருத்துவ உள்வைப்புகள் குறைவான ஊடுருவக்கூடியதாகவும், தகவமைப்புக்கு ஏற்றதாகவும், பாதுகாப்பானதாகவும் மாறக்கூடும்.

பின்னர் மன அமைதி கிடைக்கும்.

“தற்போதைய பேட்டரிகளுக்கு ஒரு திடமான தொகுப்பு தேவைப்படுகிறது, ஏனெனில் அவை பயன்படுத்தும் எலக்ட்ரோலைட் வெடிக்கும் தன்மை கொண்டது,” என்று லின் கூறினார். “இந்த திடமான தொகுப்பு இல்லாமல் செயல்பட பாதுகாப்பாக இருக்கும் ஒரு பேட்டரியை நாங்கள் உருவாக்க விரும்பினோம்.”

குழு பெரிய திட்டங்களைக் கொண்டுள்ளது. 3D நுண்துளை மின்முனைகளைப் பயன்படுத்தி பேட்டரியின் திறனை அதிகரிப்பதற்கான வழிகளையும், ஜெல்லின் உயர் மின்னழுத்த சாளரத்தை சிறப்பாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய புதிய கேத்தோடு பொருட்களையும் அவர்கள் ஆராய்ந்து வருகின்றனர். துத்தநாகம் அல்லது சல்பர் அடிப்படையிலான வடிவமைப்புகள் உட்பட பிற பேட்டரி வேதியியலில் தொழில்நுட்பம் எவ்வாறு செயல்படக்கூடும் என்பதையும் அவர்கள் ஆராய்ந்து வருகின்றனர்.

இப்போதைக்கு, WZH பேட்டரி என்பது கருத்துக்கு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க சான்றாகும். மென்மையான, பாதுகாப்பான, நீட்டிக்கக்கூடிய லித்தியம்-அயன் பேட்டரி சாத்தியம் மட்டுமல்ல – அது நிஜ உலக துஷ்பிரயோகத்தைத் தக்கவைத்து தொடர்ந்து வேலை செய்யும் என்பதை இது காட்டுகிறது.

அறிவியல் முன்னேற்றங்கள் இதழில் கண்டுபிடிப்புகள் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளன.

மூலம்: ZME அறிவியல் & தொழில்நுட்பம் / Digpu NewsTex