Прорыв в области гибких источников питания
Ученые из Университета Сонгюнгван (SKKU) представили инновационную разработку в сфере носимой электроники — гибкий гидрогелевый электролит. Главная особенность материала заключается в его способности сохранять эксплуатационные характеристики даже при экстремальном растяжении и работе в суровых климатических условиях.
Уникальные физические свойства
Новый материал обладает поразительной эластичностью: он способен увеличиваться в длину в девять раз относительно исходного состояния. При этом, в отличие от стандартных аналогов, которые быстро выходят из строя при отрицательных температурах из-за кристаллизации воды, данная разработка продолжает эффективно транспортировать ионы даже при -20 °C.
Технология создания и механическая прочность
При производстве электролита исследователи применили частицы жидкого металла, полученные путем ультразвукового воздействия. Этот метод позволил отказаться от использования ультрафиолета и термической обработки, что упрощает масштабирование технологии для промышленного производства.
Структурная целостность гидрогеля достигается за счет внедрения стеарилметакрилата. Этот компонент создает систему обратимых полимерных связей:
- При растяжении связи временно размыкаются.
- После устранения нагрузки они восстанавливаются, возвращая материалу первоначальную форму.
Морозостойкость и долговечность
Для предотвращения замерзания внутренней структуры разработчики насытили гель раствором хлорида лития. Это решение позволило существенно понизить температуру замерзания состава. Результаты тестов подтвердили исключительную надежность технологии: после 45 000 циклов заряда и разряда аккумуляторы сохранили 98% своей номинальной емкости.
«Данная разработка открывает новые горизонты для создания носимых устройств будущего, включая медицинские датчики, «умный» текстиль и передовые гаджеты, которые должны функционировать при постоянном физическом воздействии и на открытом воздухе в холодное время года», — отмечают авторы исследования.