Nowa bateria może zostać rozciągnięta do 300% swojej wielkości i nadal zapewniać moc. Zdjęcie za pośrednictwem Nature Communications / Xu i in. glin.
Największe na świecie firmy technologiczne nagle wydają się dążyć do jednego celu: przejęcia kontroli nad ekranami i komputerami, które według nich będziemy nosić w najbliższej przyszłości. Ostatnio firma Google dokonała fal, rekrutując „odkrywców”, aby wypróbowali nową technologię smartfonów montowaną na okularach (trafnie zwaną „Google Glass”), a niedawny patent Apple'a na zakrzywiony szklany komputerowy zegarek zyskał szerokie zainteresowanie w kręgach technicznych.
Wielu zauważyło jednak, że jednym z największych ograniczeń technologii noszenia jest trwałość - trudno zbudować mały, potężny komputer, który byłby w stanie wytrzymać rygory wynikające z codziennego noszenia.
Część tego odwiecznego problemu można rozwiązać za pomocą technologii ogłoszonej wczoraj w czasopiśmie Nature Communications : cienkiej, rozciągliwej, elastycznej baterii, która może zapewnić moc przy jednoczesnym wyciągnięciu do 300 procent swojego pierwotnego rozmiaru, a następnie skurczyć się bez żadnych uszkodzeń. Urządzenie opracowane przez zespół naukowców z University of Illinois, Northwestern i innych krajów może wypełnić kluczową lukę, gdy inżynierowie próbują przenieść nasze komputery ze sztywnych telefonów i tabletów na elastyczne platformy.
Urządzenie opiera się na procesie, który naukowcy nazywają „uporządkowanym rozplątywaniem”. Jego elementy magazynujące energię (małe akumulatory litowo-jonowe) są drukowane na elastycznym polimerze, połączonym długimi drutami w kształcie litery S. Kiedy polimer jest ciągnięty, druty działają jak sprężyny, rozciągając się, aby pokryć większy dystans, dopóki nie zostaną w pełni nauczone.
„Kiedy rozciągamy akumulator, faliste linie łączące rozwijają się, podobnie jak rozwijanie przędzy. I możemy znacznie rozciągnąć urządzenie i nadal mieć działającą baterię ”- powiedział w oświadczeniu Yonggang Huang, inżynier z Northwestern i jeden ze współautorów gazety.
Zbliżenie obwodów akumulatora, zaprojektowane w celu prostowania, gdy są rozciągnięte i wskakują z powrotem na swoje miejsce. Czarna linia w lewym dolnym rogu przedstawia zaledwie 2 milimetry. Zdjęcie za pośrednictwem Nature Communications / Xu i in. glin.
Wielu zaangażowanych badaczy pracowało wcześniej nad różnymi elementami elastycznej elektroniki, w tym specjalistycznym narzędziem do chirurgii serca, które obejmuje czujniki i instrumenty wydrukowane na rozciągliwym cewniku balonowym. To urządzenie reprezentuje jednak, kiedy po raz pierwszy wymyślili, jak zastosować te same zasady rozciągliwości w szczególności do akumulatorów.
Jako dowód na zasadę, urządzenie jest bardzo obiecujące: jest wyjątkowo trwałe i nadal działa, nawet gdy jest rozciągnięte i skręcone. Co więcej, naukowcy twierdzą, że konstrukcja może obejmować możliwość bezprzewodowego ładowania, przy czym cewki indukcyjne muszą po prostu stykać się z zasilaczem, a nie muszą być podłączone, jak dostępne na rynku maty ładujące.
Obecnie jednak prototyp zapewnia o wiele za mało energii, aby był użyteczny w obliczeniach - jest w stanie zasilać małą diodę LED tylko przez 8–9 godzin przed koniecznością doładowania - i może przejść tylko 20 cykli ładowania, zanim zacznie tracić całkowitą pojemność. Ale przed degradacją przynajmniej moc jest porównywalna z konwencjonalną baterią litowo-jonową (typ stosowany w większości elektroniki) o podobnej wielkości, a zastosowane koncepcje powinny być w stanie działać podobnie na większą skalę.
„Najważniejsze zastosowania będą dotyczyły urządzeń zintegrowanych z zewnętrzną częścią ciała, na skórze, w celu monitorowania zdrowia, dobrego samopoczucia i wydajności” - powiedział BBC John Rogers z University of Illinois, inny współautor. W tym momencie trudno jest w pełni wyobrazić sobie pełną gamę potencjalnych urządzeń, które mogłyby skorzystać z tej technologii - można ją zintegrować z czymkolwiek, od zginalnych zegarków na smartfony po implanty biologiczne, takie jak rozruszniki serca.
