Гнеться і розтягується: у Кореї розробили батарею за образом і подобою змії (фото)

акумулятор, робот, луска, батарея
Фото: Korea Institute of Machinery and Materials

Кожна з шестикутних лусочок є окремим акумулятором, разом вони можуть живити рухомих роботів або переносні пристрої.

Учені з Південної Кореї розробили гнучку батарею, яка імітує структуру зміїної луски.

Вони опублікували своє дослідження в науковому журналі Soft Robotics, передає EurekAlert.

Співробітники Корейського інституту механізмів та матеріалів (KIMM) стверджують, що їхня батарея здатна вільно згинатися і розтягуватися, подібно зміям, але при цьому зберігати стабільність і високу продуктивність. На думку інженерів, нову технологію можна використовувати для живлення рухомих роботів, переносних пристроїв та інших гаджетів, де важливий такий параметр, як гнучкість.

Зміїні лусочки можуть накладатися одне на одну для захисту тварини від зовнішніх загроз. Учені надихнулися цим прикладом з природи, щоб створити нову механічну метаструктуру. Вони з'єднали кілька невеликих жорстких акумуляторів у формі шестикутників, які можуть переміщатися відносно одне одного в точності, як луска, завдяки шарнірному механізму. Це принципово новий підхід порівняно з традиційними пристроями, де батарея і корпус об'єднані в єдину і нерухому конструкцію.

Дослідники підібрали найбільш оптимальну структуру, щоб знизити деформацію матеріалів, а також оптимізували форму кожного елемента для забезпечення найбільшої енергоємності. Луски з'єднали між собою за допомогою спеціальних кріплень з полімеру і міді. Як підкреслили вчені, такі батареї можна масово виготовляти шляхом розрізання та складання гнучких електродів — виробничий процес дуже нагадує мистецтво оригамі.

батарея
Структура батареї з лусочок
Фото: eurekalert.org

"Акумуляторну луску" пропонують використовувати в м'яких медичних пристроях, використовуваних для реабілітації пацієнтів, які перенесли важкі захворювання. Крім того, така структура дозволить створити рухомих роботів, які зможуть пробиратися у важкодоступні місця. Така гнучкість може стати критично важливою при пошуку людей під завалами під час рятувальних операцій.

У майбутньому вчені мають намір збільшити ємність акумуляторів і створити власних роботів, у яких гнучка луска буде поєднуватися зі штучними м'язами.

Нещодавно представили нову систему живлення електроніки, яка дозволяє пристроям працювати без батарейок. Розробники припускають, що така технологія забезпечить гаджетам "нескінченний термін служби" за рахунок однієї лише сонячної енергії.

Інша група вчених створила твердотільні батареї, які в 10 разів кращі за літій-іонні. У їхній основі лежать електроди з кремнію та електроліт із сульфіду. Під час експерименту така структура витримала 500 циклів зарядки і розрядки за кімнатної температури і зберегла 80% ємності.