الصفحة الرئيسية لتكنولوجيا المعلومات 15/0 الأخبار ، من الهواتف المحمولة إلى الساعات الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، حياتنا محاطة بمجموعة متنوعة من الأجهزة التي تعمل بالبطاريات. في الوقت الحالي ، غالبا ما تكون البطاريات هي الأجزاء الصلبة والضخمة للأجهزة الإلكترونية ، ولكن إذا كانت قابلة للطرق وناعمة وحتى قابلة للطباعة ، فكيف سيغير ذلك حياتنا؟

وضع الباحثون في السويد هذه الفكرة موضع التنفيذ وطوروا بطارية سائلة قابلة للتشكيل. في 11/0 ، نشرت دراسة نشرت في مجلة Science بالتفصيل هذه البطارية. تستخدم البطارية شكلا سائلا من الأقطاب الكهربائية ، وهي المواد الموصلة الرئيسية في البطارية. يفتح هذا البناء المبتكر والمرن طرقا جديدة لتصميم التقنيات المستقبلية التي تعمل بالبطاريات.

"البطارية هي أكبر مكون لأي جهاز إلكتروني. في الوقت الحالي هم صلبون وضخمون إلى حد ما. ولكن مع بطارية ناعمة ودافئة ، لا توجد قيود على التصميم. يمكن دمجها في الإلكترونيات بطريقة مختلفة تماما وتكييفها مع احتياجات المستخدم. قال أيمن رحمان الدين ، المؤلف المشارك للدراسة ورئيس مجموعة أبحاث الإلكترونيات اللينة في مختبر الإلكترونيات العضوية بجامعة لينشوبينغ ، في بيان جامعي ،"نسيج هذه البطارية يشبه إلى حد ما معجون الأسنان ، ويمكن استخدام المادة في طابعة 3D لتشكيل البطارية كيفما تشاء."

في الماضي ، كانت محاولات صنع بطاريات ناعمة وقابلة للتمدد تعتمد إما على الخصائص الميكانيكية مثل الوصلات المنزلقة ، أو كانت بحاجة إلى معالجتها من مواد نادرة ضارة بالبيئة. كان مفتاح نجاح رحمان الدين وزملاؤه هو تحويل الأقطاب الكهربائية إلى شكل سائل.

لفهم أهمية هذه النتيجة ، نحتاج إلى فهم كيفية عمل البطاريات. بعبارات بسيطة ، تتكون الخلية الكهروكيميائية من معدنين أو قطبين مختلفين: أنود وكاثود. يتسبب التفاعل الكيميائي في تدفق الإلكترونات من الأنود إلى الكاثود ، وهي عملية نسميها التيار الكهربائي ، والتي يمكن أن تعمل أثناء الحركة ، مثل إضاءة المصباح الكهربائي أو قيادة جهاز. بشكل عام ، كلما زادت البطارية ، زادت سعتها ، لكن الأقطاب الكهربائية ستكون أيضا أكثر سمكا وبالتالي أكثر صلابة.

"كنا أول من أظهر أن القدرة لا علاقة لها بالصلابة." قال رحمن الدين.

وفقا لبيت تكنولوجيا المعلومات ، اعتمدت المحاولات السابقة لتطوير أقطاب كهربائية سائلة على المعدن السائل ، الذي يتجمد في بعض الأحيان. للتحايل على هذه المشاكل ، استخدم فريق البحث البوليمرات المترافقة ، والبلاستيك الذي يوصل الكهرباء ، واللجنين ، وهو مادة نفايات من عملية صناعة الورق. أظهرت النتائج أنه يمكن شحن هذه البطارية أكثر من 500 مرة حتى لو تم امتدادها إلى ضعف طولها الأصلي.

بالإضافة إلى ذلك ، "هذه المواد الخام وفيرة جدا لأن المواد الموجودة في البطارية عبارة عن بوليمرات مترافقة وليجنين. من خلال إعادة استخدام هذا المنتج الثانوي من اللجنين إلى سلع عالية القيمة ، مثل مواد البطاريات ، فإننا نساهم في نموذج اقتصادي أكثر دائرية. لذلك فهو بديل مستدام. قال محسن محمدي ، المؤلف الرئيسي للدراسة وباحث ما بعد الدكتوراه في مختبر الإلكترونيات العضوية في جامعة لينشوبينغ. بالنظر إلى المستقبل ، يأمل فريق البحث في زيادة جهد البطارية.

"لقد أثبتنا أن المفهوم يعمل ، لكن الأداء يحتاج إلى تحسين. الجهد الحالي 2.0 فولت. أوضح رحمن الدين. بالمقارنة ، تعمل بطاريات AA القياسية بين 0.0 فولت و 0.0 فولت ، بينما تعمل معظم الهواتف الذكية بين 0.0 فولت و 0.0 فولت. "حتى الآن سننظر في استخدام مواد كيميائية أخرى لرفع الجهد."

من خلال كسر قالب البطاريات التقليدية ، يفتح هذا البحث إمكانيات جديدة تماما لتصميم الأجهزة التي تعمل بالبطاريات.