Et nyt batteri kan strækkes til 300% af dets størrelse og stadig give strøm. Billede via Nature Communications / Xu et. al.
Verdens største tech-virksomheder synes pludselig at være bøjet over ét mål: krævende kontrol over skærme og computere, som de tror, vi bærer i den nærmeste fremtid. Google har for nylig lavet bølger ved at rekruttere "opdagelsesrejsende" for at prøve sin nye brillemonterede smarttelefon-teknologi (også kaldet "Google Glass"), mens Apples nylige patent på et buet glas edb-dateret ur fik en bred opmærksomhed i tech-kredse.
Mange har dog bemærket, at en af de største begrænsninger for bærbar tech er holdbarhed - det er vanskeligt at bygge en lille, kraftig computer, der er i stand til at modstå de kræfter, der pålægges ved daglig slid.
En del af dette mangeårige problem kunne løses ved hjælp af en teknologi, der blev annonceret i går i tidsskriftet Nature Communications : et tyndt, strækbart, fleksibelt batteri, der kan levere strøm, mens det trækkes ud til 300 procent af sin oprindelige størrelse og derefter skrumpe tilbage uden nogen skade. Enheden, der er udviklet af et team af forskere fra University of Illinois, Northwestern og andre steder, kunne udfylde et afgørende huller, da ingeniører forsøger at flytte vores computere fra stive telefoner og tablets til fleksible platforme.
Enheden er afhængig af en proces, som forskerne kalder "beordret opspænding." Dens energilagringskomponenter (små lithium-ion-batterier) er trykt på en elastisk polymer, forbundet med lange, S-formede ledninger. Når polymeren trækkes, fungerer ledningerne som fjedre og strækker sig ud for at dække mere afstand, indtil de bliver fuldt undervist.
”Når vi strækker batteriet, springer de bølgende sammenkoblede linjer ud, omtrent som unspooling af garn. Og vi kan strække enheden meget og stadig have et fungerende batteri, ”sagde Yonggang Huang, en ingeniør i Northwestern og en af papirets medforfattere, i en erklæring.
En nærbillede af batteriets kredsløb, designet til at rette ud, når de strækkes og springes tilbage på plads. Den sorte linje nederst til venstre repræsenterer kun 2 millimeter. Billede via Nature Communications / Xu et. al.
Mange af de involverede forskere har tidligere arbejdet med forskellige komponenter i fleksibel elektronik, herunder et specialiseret hjerteoperationsværktøj, der involverer sensorer og instrumenter, der er trykt på et strækbart ballonkateter. Denne enhed repræsenterer dog første gang, de har fundet ud af, hvordan man anvender de samme principper for stretchness på batterier især.
Som et principbevis er enheden meget lovende: Den er ekstremt holdbar og fungerer stadig, selvom den er strækket og snoet. Desuden siger forskerne, at designet kunne inkorporere evnen til at blive opladet trådløst med induktive spoler, der blot har brug for at være i kontakt med en strømforsyning snarere end at skulle tilsluttes, ligesom kommercielt tilgængelige opladningsmåtter.
På nuværende tidspunkt giver prototype alt for lidt strøm til at være nyttig til computing - den er kun i stand til at tænde en lille LED i 8-9 timer, før den har brug for en genopladning - og kan kun gennemgå 20 cykler med opladning, før man begynder at miste total kapacitet. Men inden nedbrydning, i det mindste, er mængden af energi sammenlignelig med den for et konventionelt lithium-ion-batteri (den type, der bruges i de fleste elektronik) i en lignende størrelse, og de anvendte koncepter bør være i stand til at udføre lignende i større skala.
"De vigtigste applikationer vil være dem, der involverer enheder, der er integreret med ydersiden af kroppen, på huden, til sundheds-, wellness- og ydeevneovervågning, " siger John Rogers fra University of Illinois, en anden medforfatter, til BBC. På dette tidspunkt er det svært at forestille sig det komplette udvalg af potentielle enheder, der kan gøre brug af teknologien - det kan integreres i alt fra bøjelige smartphone-ure til biologiske implantater som pacemakere.
