به گزارش تابش کوثر، با پیش‌بینی اتصال بیش از یک تریلیون ابزار به اینترنت در ده سال آینده، نیاز به باتری‌هایی با طراحی نو بیش از هر زمان دیگری احساس می‌شود. علاوه بر تلفن‌های همراه و ساعت‌های هوشمند، ابزارهایی مانند پمپ انسولین، ضربان‌ساز، سمعک، حسگرهای سلامت، و حتی ایمپلنت‌های عصبی و ربات‌های نرم، به تأمین انرژی نیاز دارند—آن هم بدون آنکه برای کاربر محدودیتی ایجاد کنند.
ایمان رحمان‌الدین، استادیار این دانشگاه، درباره ویژگی‌های این باتری می‌گوید: «بافت آن شبیه خمیر دندان است. این ماده را می‌توان مثلاً در چاپگر سه‌بعدی استفاده کرد و باتری را به هر شکلی که بخواهید درآورد. این موضوع دریچه‌ای به روی فناوری‌های تازه باز می‌کند.»
رحمان‌الدین با اشاره به چالش طراحی باتری‌ها می‌گوید: «باتری بزرگ‌ترین بخش الکترونیک است. باتری‌های فعلی جامد و نسبتاً حجیم هستند. اما یک باتری نرم و شکل‌پذیر، محدودیت‌های طراحی را از میان برمی‌دارد و می‌توان آن را دقیقاً مطابق نیاز کاربر و طراحی ابزار تنظیم کرد.»
او و تیمش در آزمایشگاه الکترونیک آلی (LOE)، این باتری را با رویکردی متفاوت و تبدیل الکترودهای جامد به حالت مایع ساخته‌اند.
پیش از این تلاش‌هایی برای ساخت باتری‌های کش‌پذیر انجام شده بود، اما این تلاش‌ها بیشتر متکی به سازوکارهای مکانیکی مانند مواد لاستیکی یا اتصال‌های لغزنده بودند. این روش‌ها با افزایش ظرفیت باتری که به معنای ضخیم‌تر شدن الکترودهاست، دچار مشکل می‌شدند.
رحمان‌الدین درباره رویکرد جدید می‌گوید: «ما این مشکل را حل کرده‌ایم و برای نخستین بار نشان داده‌ایم که ظرفیت باتری، مستقل از سختی آن است.»
هرچند پیش‌تر نیز الکترودهای مایع آزمایش شده بودند، اما استفاده از فلزاتی مانند گالیم باعث می‌شد این مواد تنها در نقش آنُد عمل کنند و در فرایند شارژ خاصیت سیالیت خود را از دست بدهند.
اما پژوهشگران لینشوپینگ راهی متفاوت رفته‌اند. آن‌ها به جای فلزات نادر و آلاینده، از پلیمرهای رسانا (مواد پلاستیکی ویژه) و لیگنین—ماده‌ای جانبی در تولید کاغذ—برای ساخت باتری استفاده کرده‌اند.
محسن محمدی، پژوهشگر فوق‌دکترا و از نویسندگان مقاله، درباره مزیت این ترکیب می‌گوید: «از آن‌جا که مواد باتری پلیمرهای مزدوج و لیگنین هستند، مواد اولیه به‌راحتی در دسترس‌اند. ما با استفاده از لیگنین که محصول جانبی صنعت کاغذ است، آن را به کالایی ارزشمند مثل باتری تبدیل می‌کنیم و این به پایداری و مدل‌های دایره‌ای کمک می‌کند.»
این باتری تا ۵۰۰ بار شارژ و تخلیه می‌شود بدون آنکه از عملکردش کاسته شود. همچنین می‌تواند تا دو برابر طول اولیه کش بیاید و همچنان به‌خوبی کار کند.
گام بعدی، افزایش ولتاژ باتری است. ولتاژ فعلی ۰.۹ ولت است که برای بسیاری از کاربردها کافی نیست.
رحمان‌الدین درباره چالش‌های پیش رو می‌گوید: «این باتری هنوز کامل نیست. ما نشان داده‌ایم که این ایده عملی است، اما باید عملکردش را ارتقا بدهیم. حالا در حال بررسی مواد شیمیایی دیگری برای افزایش ولتاژ هستیم. یکی از گزینه‌ها استفاده از روی یا منگنز است، دو فلزی که به وفور در پوسته زمین یافت می‌شوند.»

م/۱۱۰*