Nová baterie může být natažena na 300% své velikosti a stále poskytuje energii. Obrázek přes Nature Communications / Xu et. al.
Největší technologické společnosti na světě se najednou zdají být skloneny k jednomu cíli: požadovat kontrolu nad obrazovkami a počítači, o kterých si myslí, že se v blízké budoucnosti budeme nosit. Google nedávno vytvořil vlny náborem „průzkumníků“, aby vyzkoušel svou novou technologii chytrých telefonů vybavenou brýlemi (vhodně nazvanou „Google Glass“), zatímco nedávný patent společnosti Apple na zakřivené skleněné počítačové hodinky získal v technologických kruzích rozšířenou pozornost.
Mnozí si však všimli, že jedním z největších omezení pro nositelnou technologii je trvanlivost - je obtížné postavit malý, výkonný počítač, který bude schopen odolat přísnostem každodenního nošení.
Část tohoto dlouhodobého problému by mohla být vyřešena technologií zveřejněnou včera v časopise Nature Communications : tenká, roztažitelná, flexibilní baterie, která dokáže poskytnout energii, zatímco se vytáhne na 300 procent své původní velikosti, a poté se bez poškození zmenší zpět. Zařízení vyvinuté týmem vědců z University of Illinois, Northwestern a jinde, by mohlo zaplnit rozhodující mezeru, protože se inženýři pokoušejí přesunout naše počítače z pevných telefonů a tabletů na flexibilní platformy.
Zařízení se spoléhá na proces, který vědci nazývají „objednané rozpadání“. Jeho složky, které ukládají energii (malé lithium-iontové baterie), jsou vytištěny na pružném polymeru, který je spojen dlouhými dráty ve tvaru S. Když je polymer tažen, dráty fungují jako pružiny a natahují se tak, aby pokryly větší vzdálenost, dokud se úplně neučí.
"Když natáhneme baterii, zvlněné propojovací linie se rozvinou, podobně jako odvíjení příze." A můžeme zařízení natáhnout a mít stále funkční baterii, “uvedl Yonggang Huang, inženýr v Northwestern a jeden ze spoluautorů papíru.
Detailní záběr na obvody baterie, určené k narovnání, když jsou natažené a pružiny zpět na místo. Černá čára vlevo dole představuje pouhé 2 milimetry. Obrázek přes Nature Communications / Xu et. al.
Mnoho zúčastněných výzkumných pracovníků již dříve pracovalo na různých složkách flexibilní elektroniky, včetně specializovaného nástroje pro chirurgii srdce, který zahrnuje senzory a nástroje vytištěné na natahovatelném balónkovém katétru. Toto zařízení však představuje poprvé, kdy přišli na to, jak aplikovat stejné principy roztažnosti zejména na baterie.
Jako důkaz principu je zařízení velmi nadějné: Je extrémně odolné a stále funguje, i když je natažené a zkroucené. Kromě toho vědci tvrdí, že návrh by mohl zahrnovat schopnost nabíjení bezdrátově, s indukčními cívkami, které musí být pouze v kontaktu se zdrojem energie, než aby byly zapojeny, jako komerčně dostupné nabíjecí rohože.
V současné době však prototyp poskytuje příliš málo energie na to, aby byl užitečný pro práci s počítačem - je schopen napájet pouze malou LED po dobu 8-9 hodin, než potřebuje dobití - a může projít pouze 20 cyklů nabíjení, než začne ztrácet celkovou kapacitu. Avšak před degradací je množství energie srovnatelné s konvenční lithium-iontovou baterií (typ používaný ve většině elektroniky) podobné velikosti a použité koncepty by měly být schopny fungovat podobně ve větším měřítku.
"Nejdůležitější aplikace budou ty, které zahrnují zařízení integrovaná s vnější částí těla, na kůži, pro sledování zdraví, wellness a výkonu, " řekl BBC John Rogers z University of Illinois, další spoluautor. V tuto chvíli je těžké si plně představit celou řadu potenciálních zařízení, která by tuto technologii mohla využívat - mohla by být začleněna do všeho od ohýbatelných chytrých hodinek po biologické implantáty, jako jsou kardiostimulátory.
