Nhóm Đại học Cambridge Phát Triển Vật Liệu Giống Thạch Có Thể Co Giãn Gấp 10 Lần Và Duy Trì Điện Tích

Theo báo cáo của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, nhóm nghiên cứu từ Đại học Nam Kinh đã phát minh ra một loại pin lithium-ion có khả năng kéo dài tới 5.000 phần trăm chiều dài ban đầu của nó. Pin này vẫn duy trì hiệu suất sau khoảng 70 chu kỳ sạc đầy. Các nhà nghiên cứu cho biết rằng trong khi các loại pin linh hoạt trước đây đã cố gắng đạt được tính linh hoạt bằng cách gấp các vật liệu rắn như giấy hoặc dệt chúng thành vải dẫn điện, thì chúng gặp khó khăn trong việc duy trì hiệu suất do các thành phần bị yếu đi sau nhiều lần kéo giãn và gấp lại.

Nhóm nghiên cứu từ Đại học Nam Kinh đã giải quyết vấn đề này bằng cách làm cho tất cả các bộ phận của pin trở nên đàn hồi. Các điện cực quan trọng bao gồm một lớp keo dán dẫn điện, dây nano bạc, than đen, polydimethylsiloxane, muối lithium, màng điện cực và lớp phủ bảo vệ. Khi được kích hoạt bằng ánh sáng, một lớp giống như cao su rắn được hình thành, giúp tăng cường tính linh hoạt của pin.

Mặc dù vẫn còn nhiều cơ hội để cải thiện, vật liệu này có thể làm cho các thiết bị đeo và cấy ghép thích ứng tốt hơn với chuyển động của người dùng.

Cùng ngày, nhóm nghiên cứu từ Đại học Cambridge công bố một phương pháp khác để giải quyết vấn đề này. Nghiên cứu của họ phát triển một vật liệu giống thạch có khả năng duy trì điện tích và trở lại hình dạng ban đầu sau khi bị nén hoặc kéo dài gấp 10 lần chiều dài ban đầu. Thành phần chính của vật liệu này là hydrogel, chủ yếu được tạo thành từ nước nhưng có khả năng điều chỉnh các thuộc tính cơ học.

Việc thay đổi hàm lượng muối trong hydrogel giúp tăng độ kết dính và đàn hồi, đồng thời nâng cao khả năng duy trì điện tích trong khi vẫn kéo dài mà không mất hiệu suất. Các nhà nghiên cứu có thể điều chỉnh các thuộc tính của vật liệu để phù hợp với mô người, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các thiết bị cấy ghép điện. Các thử nghiệm trên sinh vật sống sẽ được tiến hành trong thời gian tới.

Thiết kế của nhóm Cambridge lấy cảm hứng từ cấu trúc sinh học của lươn điện, loài có cơ quan đặc biệt để gây sốc và làm choáng con mồi. Những nghiên cứu về lươn điện từ thế kỷ 18 cũng đã truyền cảm hứng cho việc phát minh ra pin điện đầu tiên vào năm 1800.