Шведийн Линчёпингийн Их Сургуулийн судлаачид шинэ төрлийн шингэн электрод бүтээж, үүнийг ашиглан зөөлөн, уян баттерей хийжээ. Энэ баттерей нь 500 гаруй удаа цэнэглэж, цэнэгээ алдах үедээ ч өндөр гүйцэтгэлээ хадгалж чаддаг. Урт нь 2 дахин сунгасан ч ажилласаар байх ба үүнийг ирээдүйн өмсдөг ухаалаг төхөөрөмжүүдэд ашиглаж болох юм.

Нугарч, сунгагддаг баттерейн зураг: Шведийн Линчёпингийн Их Сургуулийн судлаачид ямар ч хэлбэрт орж чаддаг баттерейг бүтээжээ. Зураг дээр хөх бээлийтэй дөрвөн гар баттерейн булангуудаас сунгаж байна. Баттерей нь тунгалаг хуванцар гадаргуу дээрх хар гель хэлбэртэй бөгөөд суналтанд орж деформацид орсон харагдаж байна. (Зургийн эх сурвалж: Шинжлэх ухаан, технологийн тэнхимийн харилцаа холбооны ажилтан Тор Балкхед)

Электрон арьс (e-skin), ухаалаг даавуу (e-textiles), тэр ч байтугай дотоод эрхтэн, мэдрэлийн эсийн гадаргууд наагддаг электрон төхөөрөмжүүд нь хүний биеийн хэлбэрт илүү нарийн уялдах шаардлагатай. Үүний тулд эдгээр төхөөрөмжүүд нь уян хатан, зөөлөн, суналттай байх хэрэгтэй бөгөөд ийм төрлийн баттерей шаардлагатай. Гэвч одоогийн баттерейнууд хатуу, ихэнхдээ том хэмжээтэй учир урт хугацааны ажиллагаа, утасгүй өгөгдөл дамжуулалт, тасралтгүй мэдрэгч, нарийн тооцоолол зэрэг нь их хэмжээний хадгалах энергийг шаарддаг байна.

Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд Линчёпингийн Их Сургуулийн химич, туслах профессор Айман Рахманудин тэргүүтэй судалгааны баг электродын уламжлалт ойлголтыг өөрчилжээ. Өмнө нь хатуу электродод уян болон суналттай шинж чанар шингээхийг зорьж байсан бол энэ удаа тэд электродыг бүрэн шингэн төлөвтэй болгож чадсан байна.

“Том баттерейнууд нь өмсдөг төхөөрөмжийн уян чанарыг алдагдуулдаг. Харин шингэн төлөв нь хүссэн хэлбэрт орох боломжтой тулд ийм хязгаарлалт байхгүй болж, шинэ загварын боломжуудыг нээж байна” гэж Рахманудин хэлжээ.  

Сунгагддаг баттерейг зохион бүтээхдээ судлаачид бүх бүрдэл хэсгийг зөөлөн, уян хатан байлгах шаардлагатай гэж үзсэн. Тэд катодод зориулж модноос гаргаж авсан лигнин биополимерыг ашигласан бол, анодод PACA (Poly(1-amino-5-chloroanthraquinone) – полимер нэгдэл) ашиглажээ. Эдгээр материалыг нүүрстөрөгчийн дамжуулагчтай хольж, 0.1 М HClO₄ агуулсан усан электролит орчинд тарааснаар шингэн төлөвт электрод болгон хувиргасан байна. Үүнээс гадна, катод ба анодын шингэнүүд холилдохоос сэргийлэх ион-сонгогч мембран, сунгагддаг гүйдэл дамжуулагч, ууршилтаас хамгаалсан бага нэвчилттэй уян бүрхүүл зэрэг чухал бүрэлдэхүүнүүдийг ашигласан байна.

Өмнөх ажилдаа тэд баттерейг зүгээр л уян болгохын тулд Young-ийн модулийг өөрчилж байсан. “Өмнө нь бид резин шиг уян хатан электрод гаргах гэж оролдсон боловч резин зузаан байх тусам суналт нь илүү хүч шаарддаг. Иймээс оронд нь шингэн төлөвийн электрод хийх санааг цахилгаан дамжуулагч шингэний (electrofluid) – цахилгаан дамжуулах чадвартай жижиг хэсгүүд (нано/микро) агуулсан шингэн, уян хатан электрон төхөөрөмжүүдэд ашигладаг материал – туршлагаас  (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c07230) гаргасан” гэж Рахманудин хэлжээ.

Цаашид энэ баттерейг даавуунд суулгаж болдог, арьсан дээр наадаг, роботод багтааж болдог боломжтой болгохоос гадна 0.9 вольтын хүчдэлийг цаашид өсгөх, цайр, манганы исэл зэрэг байгальд элбэг хямд, тогтвортой материал руу шилжих, хүний биед тохиромжтой электролит ашиглах зорилготой байгаа юм байна.

Мэдээллийг бэлтгэсэн: ЭША Г.Даваадулам