دستگاه ذخیره انرژی انعطاف‌پذیر برای گجت‌های پوشیدنی ساخته شد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، محبوبیت روزافزون فناوری‌های پوشیدنی، ضرورت برخورداری از منابع انرژی را که بتوانند با انعطاف‌ پذیری و حرکت این دستگاه‌ های نوآورانه مطابقت داشته باشند، برجسته می کند.

این پیشرفت هیجان انگیز که نتایج آن در نشریه  Flexible Electronics منتشر شده است، راه را برای پوشیدنی های واقعا سازگار و راحت هموار می کند.

ظهور ابزارهای پوشیدنی از ردیاب های تناسب اندام گرفته تا لباس های هوشمند بر لزوم تغییر در نحوه ذخیره انرژی تاکید می کند. اگرچه باتری های معمولی، کارآمدند، اما اغلب فاقد انعطاف پذیری لازم برای این دستگاه های الکترونیکی نرم هستند.

ابرخازن های میکرو (MSC) به دلیل چگالی توان بالا، قابلیت شارژ سریع و طول عمر طولانی به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده ظاهر شده اند اما هنوزیک مانع بزرگ وجود دارد: ساخت الکترود.

به طور معمول، الکترودها از مواد شکننده ای مانند طلا ساخته می شوند که به طور قابل توجهی توانایی دستگاه را برای تغییر شکل بدون به خطر انداختن عملکرد محدود می کند. در مقابل، اگرچه فلز مایع یوتکتیک گالیوم - ایندیوم (EGaIn) رسانایی و تغییر شکل ‌پذیری فوق‌ العاده ‌ای دارد اما کشش سطحی بالای آن، الگوبرداری ظریف را که گامی حیاتی در ایجاد الکترودهای کارآمد است، بسیار دشوار می‌کند.

یک گروه از پژوهشگران به رهبری پروفسور «جین کن کیم» « Jin Kon Kim » و دکتر «کئون وو کیم» « Keon-Woo Kim » از دانشگاه علم و فناوری پوهانگ (POSTECH) با همکاری دکتر «چانوو یانگ» « Chanwoo Yang » و «سئونگ جو پارک» « Seong Ju Park » از موسسه فناوری صنعتی کره  (KITECH)، راه حلی با استفاده از فناوری لیزر ابداع کرد.

نوآوری آن‌ها در الگوبرداری موفق لیزری EGaIn و ماده فعال گرافن، بر روی یک بستر قابل کشش ساخته شده از کوپلیمر پلی استایرن – بلوک - پلی (اتیلن – کو - بوتیلن) – بلوک - پلی استایرن (SEBS) نهفته است.

این روش کَندگی لیزری چندین مزیت را ارائه می دهد از جمله آنکه اطمینان حاصل شد بستر زیرین SEBS  بدون آسیب باقی می‌ ماند و انعطاف‌ پذیری کلی دستگاه را حفظ می‌ کند. علاوه بر این، آزمایش‌ها نشان داد که ظرفیت فضایی که معیاری از ظرفیت ذخیره انرژی دستگاه در واحد سطح است حتی پس از انجام یک‌هزار چرخه کششی، بدون تغییر باقی می ماند.

همچنین، محققان عملکرد پایدار را تحت تغییر شکل‌ های مکانیکی مختلف از جمله کشش، تا شدن، پیچش و چروک شدن مشاهده کردند. این پیشرفت پتانسیل بسیار زیادی برای آینده فناوری پوشیدنی دارد.

کیم دراینباره توضیح داد: استفاده از الکترودهای فلزی مایع با طرح لیزری، نشان دهنده گام مهمی در توسعه راه حل های ذخیره انرژی قابل تغییر شکل است. این نوآوری راه را برای ایجاد پوشیدنی‌ های راحت و سازگاری هموار می ‌کند که می‌ توانند به طور یکپارچه با سبک زندگی پویای ما ادغام شوند.

ردیاب ‌های تناسب اندام نازکی را تصور کنید که به راحتی در حین ورزش به دور مچ دست شما می‌ پیچند، لباس‌ های هوشمندی که طول حرکات روزانه در تن شما هستند، یا دستگاه‌های پزشکی که برای تجربه ‌ای راحت‌ تر و شخصی‌ تر با بدن مطابقت دارند.

با این پژوهش، آینده فناوری پوشیدنی روشن تر و انعطاف پذیرتر از همیشه به نظر می رسد.