Гнется и растягивается: в Корее разработали батарею по образу и подобию змеи (фото)

аккумулятор, робот, чешуя, батарея
Фото: Korea Institute of Machinery and Materials

Каждая из шестиугольных чешуек является отдельным аккумулятором, вместе они могут питать подвижных роботов или носимые устройства.

Ученые из Южной Кореи разработали гибкую батарею, имитирующую структуру змеиной чешуи.

Они опубликовали свое исследование в научном журнале Soft Robotics, передает EurekAlert.

Сотрудники Корейского института механизмов и материалов (KIMM) утверждают, что их батарея способна свободно изгибаться и растягиваться, подобно змеям, но при этом сохраняют стабильность и высокую производительность. По мнению инженеров, новую технологию можно использовать для питания подвижных роботов, носимых устройств и других гаджетов, где важен такой параметр, как гибкость.

Змеиные чешуйки могут накладываться друг на друга для защиты животного от внешних угроз. Ученые вдохновились этим примером из природы, чтобы создать новую механическую метаструктуру. Они соединили несколько небольших жестких аккумуляторов в форме шестиугольников, которые могут перемещаться относительно друг друга в точности, как чешуя, благодаря шарнирному механизму. Это принципиально новый подход по сравнению с традиционными устройствами, где батарея и корпус объединены в единую и неподвижную конструкцию.

Исследователи подобрали наиболее оптимальную структуру, чтобы снизить деформацию материалов, а также оптимизировали форму каждого элемента для обеспечения наибольшей энергоемкости. Чешуйки соединили между собой при помощи особых креплений из полимера и меди. Как подчеркнули ученые, такие батареи можно массово изготавливать путем разрезания и складывания гибких электродов — производственный процесс очень напоминает искусство оригами.

Батарея
Структура батареи из чешуек
Фото: eurekalert.org

"Аккумуляторную чешую" предлагают использовать в мягких медицинских устройствах, используемых для реабилитации пациентов, перенесших тяжелые заболевания. Кроме того, такая структура позволит создать подвижных роботов, которые смогут пробираться в самые труднодоступные места. Такая гибкость может стать критически важной при поиске людей под завалами во время спасательных операций.

В будущем ученые намерены увеличить емкость аккумуляторов и создать собственных роботов, в которых гибкая чешуя будет сочетаться с искусственными мышцами.

Недавно представили новую систему питания электроники, которая позволяет устройствам работать без батареек. Разработчики предполагают что такая технология обеспечит гаджетам "бесконечный срок службы" за счет одной лишь солнечной энергии.

Другая группа ученых создала твердотельные батареи, которые в 10 раз лучше литий-ионных. В их основе лежат электроды из кремния и электролит из сульфида. Во время эксперимента такая структура выдержала 500 циклов зарядки и разрядки при комнатной температуре и сохранила 80% емкости.