Các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại pin sạc lithium-ion, với đặc điểm nổi bật là ở dạng sợi cực dài, thậm chí có thể dệt thành vải. Loại pin này được kỳ vọng sẽ mở ra cánh cửa mới cho thiết bị điện tử đeo được và pin in 3D với hầu hết mọi hình dạng.
Nó có thể mang lại những khả năng mới cho các thiết bị liên lạc, cảm biến và các thiết bị có thể mặc như quần áo thông thường, cũng như các thiết bị mà pin có thể trở thành một phần của cấu trúc. cây tre.
Trong một thử nghiệm bằng chứng về khái niệm, nhóm đã sản xuất dây tóc pin dẻo dài nhất thế giới, lên tới 140 mét, để chứng minh rằng vật liệu này có thể được sản xuất với độ dài tùy ý. Nghiên cứu này được thực hiện bởi ba tác giả chính là Tural Khudiyev (hiện là phó giáo sư tại Đại học Quốc gia Singapore), Jung Tae Lee (hiện là giáo sư tại Đại học Kyung Hee) và Benjamin Grena (hiện đang làm việc tại Đại học Quốc gia Singapore) . Apple), ngoài các cộng sự khác, tất cả đều đã hoặc đang làm việc tại Viện Công nghệ Massachusetts.
Các nhà nghiên cứu trước đây đã thành công trong việc chế tạo sợi chứa nhiều thành phần điện tử, bao gồm đèn LED, cảm biến quang học và hệ thống liên lạc kỹ thuật số. Nhiều loại sợi trong số này có thể mặc được và có thể giặt được, khiến chúng trở nên thiết thực để sử dụng trong các sản phẩm gia dụng, nhưng tất cả cho đến nay đều phụ thuộc vào nguồn điện bên ngoài. Giờ đây, loại pin sợi này cũng có thể đeo / đeo được và có thể giặt được, điều này sẽ cho phép các thiết bị như vậy hoạt động hoàn toàn độc lập.
Pin sợi quang vẫn tiếp tục cung cấp năng lượng cho đèn LED ngay cả sau khi bị cắt một phần, cho thấy rằng hệ thống pin sợi quang không bị mất chất điện phân và không bị đoản mạch.
Pin sợi quang mới được sản xuất bằng cách sử dụng gel pin và hệ thống kéo sợi tiêu chuẩn, sau đó làm nóng nó đến ngay dưới điểm nóng chảy. Vật liệu được hút qua một lỗ hẹp để nén tất cả các bộ phận xuống một phần nhỏ so với đường kính ban đầu của chúng, đồng thời duy trì sự sắp xếp của các bộ phận.
Trước đây đã có những nghiên cứu để tạo ra pin dạng sợi, nhưng chúng được chế tạo bằng vật liệu quan trọng ở bên ngoài sợi, trong khi pin mới sẽ đặt tất cả vào bên trong sợi, sau đó phủ một lớp bảo vệ lên trên. bảo vệ bên ngoài, nhờ đó nó ổn định hơn và chống thấm nước.
Việc có thể tạo ra một sợi pin dài 140 mét cho thấy rằng công nghệ này không có giới hạn về chiều dài, và các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng họ có thể mở rộng chiều dài lên tới hàng km.
Pin sợi quang nhiệt (phải) có khả năng chống cháy nhờ các điện cực gel và chất điện phân gel, trong khi pin sợi quang với chất điện phân lỏng (trái) ngay lập tức bắt lửa và phát nổ
Ngoài ra, pin sợi mỏng hơn và linh hoạt hơn với tỷ lệ chiều dài trên chiều rộng lên đến một triệu chiếc, vượt xa các thiết kế khác, điều này giúp bạn có thể tạo ra các loại vải kết hợp pin.
Sợi pin dài 140 m có dung lượng lưu trữ năng lượng là 123 mAh, có thể sạc cho đồng hồ thông minh hoặc điện thoại. Nó chỉ dày vài trăm micron, mỏng hơn bất kỳ loại pin dây tóc nào trước đây.
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh việc tích hợp đèn LED và pin Li-ion trong một dây duy nhất và tin rằng có thể kết hợp hơn ba hoặc bốn thiết bị trong một không gian nhỏ như vậy trong tương lai.
Ngoài việc ở dạng sợi siêu nhỏ được tích hợp vào quần áo, vật liệu pin cũng có thể được sử dụng trong in 3D hoặc các hệ thống hình dạng tùy chỉnh để tạo ra các vật thể rắn, chẳng hạn như vỏ bọc có thể cung cấp năng lượng.
Một chiếc tàu ngầm đồ chơi được quấn trong sợi pin
Để chứng minh khả năng này, một chiếc tàu ngầm đồ chơi đã được bọc trong các sợi pin để cung cấp năng lượng. Việc kết hợp các nguồn cung cấp năng lượng vào cấu tạo của các thiết bị như vậy có thể làm giảm trọng lượng tổng thể của chúng và do đó cải thiện hiệu suất và phạm vi hoạt động của chúng. Nếu bạn muốn tạo ra những vật thể phức tạp kết hợp với pin thông qua in 3D thì đây chính là công nghệ giúp bạn thực hiện điều đó. Sau khi in xong, bạn không cần thêm gì nữa vì mọi thứ đã có sẵn bên trong.
Nhóm đã xin cấp bằng sáng chế và sẽ tiếp tục cải tiến hơn nữa về công suất và vật liệu để nâng cao hiệu quả. Những loại pin sợi quang như vậy có thể sẵn sàng để sử dụng thương mại trong vòng vài năm tới.
Tham khảo: MIT
Tổng hợp: Công Nghệ Chính Nhân
