طولانی ترین باتری قابل انعطاف جهان در MIT ساخته شد

محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) اخیرا یک باتری لیتیوم یون قابل شارژ ابداع کرده اند که بسیار طولانی است و می توان آن را به عنوان پارچه در نخ بافته کرد. این باتری می تواند طیف وسیعی از دستگاه های الکترونیکی پوشیدنی را تامین کند و حتی می توان از آن برای ساخت باتری های پرینت سه بعدی تقریباً به هر شکلی استفاده کرد.

این محققان دیدگاه های جدیدی برای ساخت دستگاه های الکترونیکی ایجاد کرده اند که انرژی مورد نیاز آنها را تامین می کند. دستگاه هایی با استفاده از ارتباطات و حسگرها و محاسباتی که می توان آنها را به عنوان لباس های معمولی پوشید. همچنین در مواردی که باتری با منبع تغذیه اضافی تغذیه می شود، می تواند به عنوان بخشی از بدنه دستگاه الکترونیکی عمل کند.

این تیم فناوری، طولانی‌ترین باتری اپتیکال منعطف جهان را به طول ۱۴۰ متر تولید کرده است تا نشان دهد که می‌توان آن را به هر طولی ساخت. نتایج این مطالعه به تفصیل در مجله Materials Today ارائه شده است. پیش از این، محققان انواع قطعات الکترونیکی انعطاف پذیر را ارائه کردند. از جمله دیودهای ساطع کننده نور (LED)، حسگرها و آشکارسازهای نوری، و سیستم های ارتباطی و دیجیتال.

توانایی بافتن و شستشوی این وسایل، آنها را به ابزاری کاربردی در محصولات پوشیدنی تبدیل کرد. اما تاکنون همه آنها به منابع انرژی خارجی متکی بوده اند. اکنون این باتری نوری می تواند به طور کامل نیاز به چنین دستگاه هایی را از منابع تغذیه خارجی برطرف کند. این فناوری با کمک ژل های کم مصرف و سیستم تولید فیبر استاندارد ساخته شده است.

  داده های فروش ساعت های هوشمند در سه ماهه سوم سال 2021 نشان می دهد که شکاف بین سامسونگ و اپل کاهش یافته است.

فرآیند ساخت باتری از گرم کردن یک سیلندر بزرگ که شامل تمام اجزای باتری است تا نقطه ذوب نزدیک آن شروع می شود. این ماده در اثر گرما به حالت آزمایشی در می آید و از سوراخ باریکی به اندازه ای کشیده می شود که ضخامت آن به میزان قابل توجهی کاهش یابد و در عین حال محل قطعات اصلی خود را حفظ کند. تورال هدیفیکی از محققین MIT و دستیار فعلی در دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) می گوید:

بسیاری از تیم های تحقیقاتی سعی کرده اند باتری های فیبری بسازند. اما ماده اصلی باتری های آنها خارج از فیبر است. نکته جالب در مورد این باتری این است که حاوی لیتیوم و سایر مواد داخل فیبر است. همچنین پوشش محافظ بیرونی به گونه ای نصب شده است که باتری پایدار و ضد آب باشد. این اولین باتری نوری با کاربردهای عملی است که به اندازه کافی طولانی و بادوام است. اجزای حساس باتری قبل از قرار گرفتن در فیبر مهر و موم می شوند و تمام مواد فعال به طور ایمن یکپارچه می شوند. بنابراین موقعیت آنها در طول فرآیند تولید تغییر نمی کند.

این تیم تحقیقاتی با معرفی یک باتری نوری 140 متری در واقع نشان داده اند که هیچ محدودیتی برای طول این باتری وجود ندارد. هودیف گفت: «ما قطعاً می‌توانیم یک باتری طولانی و انعطاف‌پذیر در مقیاس کیلومتر بسازیم. برای نشان دادن عملکرد باتری، از آن در یک سیستم ارتباطی مبتنی بر Li-Fi استفاده شد که شامل یک میکروفون، تقویت کننده، ترانزیستور و دیود برای انتقال داده های نور بین دو دستگاه الکترونیکی پوشیدنی بود.

  خبر خوش برای سیرجانی! اسنپ ​​مارکت به شهر شما رسیده است!

باتری اپتیکال داخلی بسیار نازک تر و انعطاف پذیرتر از انواع مشابه است و نسبت طول به عرض آن تا یک میلیون می رسد. این ویژگی ها به باتری اجازه می دهد تا به ابزارهای پوشیدنی با تجهیزات استاندارد بافندگی تبدیل شود. باتری با ضخامت 140 متر که تنها چند صد میکرون ضخامت دارد، 123 میلی آمپر ساعت ظرفیت ذخیره سازی انرژی دارد که می تواند ساعت هوشمند یا تلفن همراه را شارژ کند. جونگ ته لییکی دیگر از محققین این پروژه می گوید:

ویژگی خاص رویکرد ما این است که بر خلاف سایرین که نیاز به ادغام چندین دستگاه نوری دارند، می‌توانیم چندین دستگاه را در یک فیبر واحد جاسازی کنیم.

لی معتقد است که در آینده می توان بیش از سه یا چهار دستگاه را در چنین فضای کوچکی قرار داد. اگر این کار اجرا شود، به فناوری کامپیوتری دستمال کاغذی و پوشیدنی منجر خواهد شد.

این باتری علاوه بر الیاف تک بعدی قابل استفاده برای تولید پارچه، در چاپ سه بعدی نیز قابل استفاده است. برای نشان دادن این توانایی، یک زیردریایی اسباب بازی ساخته شد که در آن باتری به دور بدنه دستگاه پیچیده شده بود تا آن را تامین کند. گنجاندن توان در ساختار چنین دستگاه هایی می تواند وزن کل را کاهش دهد و در نتیجه کارایی و شعاع کار آنها را بهبود بخشد. هودیف می گوید:

این اولین چاپ سه بعدی از یک دستگاه با باتری نوری است. پس از چاپ نیازی به اضافه کردن چیزی نیست. زیرا تمام فلزات و مواد موثره در داخل فیبر هستند. این بدان معناست که پردازنده هایی مانند Li-Fi اکنون می توانند در اشیاء روزمره قرار گیرند. طی چند سال آینده، باتری های فیبر در محصولات تجاری در دسترس خواهند بود.

دیدگاهتان را بنویسید