İleriye dönük:Piller genellikle sert bloklardır ve bu da etraflarında küçük, esnek ve giyilebilir elektronikler tasarlamayı zorlaştırmıştır. Araştırmacılar, pilleri yapmak için kullanılan elemanları yeniden düşünerek bu sorunu ele almaya başlıyor ve tekrarlanan esneme veya sıkıştırma sonrasında elektriği güvenilir bir şekilde tutabilen ince, esnek malzemeler ortaya çıkıyor.
İki araştırmacı grubu yakın zamanda esnek pilleri neredeyse aynı anda tasarlama olasılığı üzerine çalışmalar yayınladı. Birbirleriyle ilgisi olmamasına rağmen, makaleler benzer prototipleri detaylandırıyor.
American Chemical Society, Nanjing Üniversitesi’nden bir ekibin orijinal uzunluklarının %5.000’ine kadar uzayabilen bileşenlere sahip bir lityum iyon pil tasarladığını bildiriyor. Dahası, pil yaklaşık 70 tam şarj döngüsü boyunca sağlıklı kalıyor.
Araştırmacılara göre, diğer piller kağıt gibi katı malzemeleri katlayarak veya bunları iletken kumaşa dokuyarak esneklik elde etmeye çalıştılar. Ancak, bunların üretimi zor olabilir veya tekrarlanan esneme ve katlamadan zayıflayan bileşenler nedeniyle şarjlarını kaybedebilirler.
Araştırmacılar, daha derine inerek ve pilin her parçasını elastik hale getirerek sorunu çözdüler. Teknolojinin olmazsa olmazı elektrotlar, iletken macun, gümüş nanoteller, karbon siyahı, polidimetilsiloksan, lityum tuzu, elektrot sineması ve koruyucu kaplamadan oluşan bir yığından oluşuyor. Işıkla aktive edildiğinde katı kauçuk benzeri bir tabaka oluşuyor.
Geliştirilebilecek alanlar olsa da, bu malzeme giyilebilir cihazları ve implantları kullanıcıların hareketlerine daha iyi uyum sağlayacak hale getirebilir. Cambridge Üniversitesi’nden bir ekip, Nanjing araştırmacılarıyla aynı gün soruna yönelik başka bir yaklaşım yayınladı.
Bu çalışma, sıkıştırıldıktan veya orijinal uzunluğunun 10 katına kadar gerildikten sonra şarjı koruyabilen ve orijinal şekline geri dönebilen jöle benzeri bir malzemeyle sonuçlandı. Merkezi bileşen – hidrojeller – çoğunlukla sudan yapılır ancak araştırmacıların mekanik özelliklerini değiştirmelerine olanak tanıyan özellikler sergiler.
Hidrojellerin tuz içeriğini değiştirmek onları daha yapışkan ve esnek hale getirir, yüklerini artırır ve yük kaybetmeden esnemelerine olanak tanır. Araştırmacılar potansiyel olarak malzemenin özelliklerini insan dokusuyla eşleşecek şekilde değiştirebilir ve onu elektriksel implantlara güç sağlamak için ülkü haline getirebilir. Canlı organizmalar üzerinde testler yakında yapılacak.
Cambridge çalışmasındaki tasarım, avlarını şoklamak ve sersemletmek için özel organlar kullanan elektrikli yılan balıklarının biyolojik yapısından önemli ölçüde ilham aldı. Elektrikli yılan balıklarının 18. yüzyıldaki erken incelemeleri, 1800’de ilk elektrikli pilin icadına da ilham verdi.
Resim kredisi: Amerikan Kimya Derneği