Phát minh pin sợi dẻo dài nhất thế giới
(DNTO) - Một nhóm kỹ sư của MIT đã tạo ra loại pin sợi dẻo dài nhất thế giới, tới hơn nửa dặm (khoảng 140m), có thể sạc lại, chống cháy và dệt, giặt được. Nghĩa là pin dư khả năng cung cấp năng lượng cho các loại cảm biến hoặc thiết bị điện dựa trên sợi quang.
Trong tiến bộ khoa học, các dòng pin được nhận danh xưng “hiện đại” cần phải vượt qua vô số thách thức mới có thể cung cấp năng lượng bền bỉ cho các công nghệ tiên tiến từ hàng điện tử, xe điện đến thiết bị y tế. Mới đây, các kỹ sư từ học viện MIT đã tạo ra được bước đột phá trong lĩnh vực này khi sáng chế ra loại pin dẻo dạng sợi dài nhất thế giới, một thiết bị lithium-ion chỉ dày vài trăm micron nhưng dài tới 140 mét.
Chưa dừng lại ở đó, các nhà nghiên cứu còn chứng minh vật liệu có thể được sản xuất với độ dài tùy ý, thậm chí có thể kéo đến hàng kilomet. Thực ra khoa học trước đây đã thành công trong việc chế tạo sợi tích hợp nhiều loại linh kiện điện tử, bao gồm đèn LED, cảm biến quang, hệ thống liên lạc kỹ thuật số, nhưng đây là lần đầu pin sợi cung cấp năng lượng xuất hiện.
Theo trang web của MIT, pin có thể được dệt tích hợp vào quần áo thông thường như một nguồn điện, như thế người ta sẽ có thể “giặt” được cả pin. Thiết kế này rất độc đáo vì cũng đã từng có những nghiên cứu tạo ra pin dạng sợi, nhưng chúng được cấu tạo với những vật liệu quan trọng ở bên ngoài, trong khi loại pin mới lại đưa được lithium vào bên trong sợi, sau đó phủ một lớp bảo vệ bên ngoài, nhờ đó nó ổn định hơn và không thấm nước.
Những điện cực dạng gel và chất điện phân cũng dạng gel càng giúp pin chống cháy. Để tạo ra pin, các bộ phận được đặt trong một hình trụ và được nung nóng sau đó được nén xuống kích thước cực nhỏ. Loại pin này được kỳ vọng sẽ mở ra một cánh cửa mới cho các thiết bị điện tử đeo được và sản xuất pin in 3D ở hầu hết mọi hình dạng.
Theo Tural Khudiyev, tác giả chính của nghiên cứu, nhờ các vật liệu được tích hợp với nhau tốt, pin mỏng, phát năng lượng linh hoạt và bền lâu với dung lượng lưu trữ đến 123 mAh, rất thích hợp để sạc đồng hồ thông minh hoặc điện thoại. Ngoài chiều dài ấn tượng, đây còn được xem là thiết kế pin sợi quang mỏng nhất thế giới, có khả năng giúp nhúng nhiều thiết bị vào một sợi quang riêng lẻ. Các sản phẩm gia dụng từ trước đến nay vốn đều phụ thuộc vào nguồn điện bên ngoài, giờ đây, loại pin sợi cho phép các thiết bị như vậy hoạt động hoàn toàn độc lập.
Để minh họa cho tính linh hoạt và tiềm năng của vật liệu, nhóm nghiên cứu đã cung cấp được năng lượng cho một chiếc tàu ngầm đồ chơi bằng cách bọc quanh tàu bằng pin sợi quang in 3D. Nhờ cấu trúc vật lý đặc biệt này thiết bị được cung cấp pin sẽ giảm trọng lượng và tăng phạm vi hoạt động.
Song song với việc tập trung cải thiện hiệu suất và dung lượng pin, nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế và hy vọng rằng sản phẩm sẽ tiếp cận thị trường thương mại trong một vài năm tới.