Uusi akku voidaan venyttää 300%: iin sen koosta ja antaa silti virtaa. Kuva Nature Communications / Xu et. ai.
Maailman suurimmat teknologiayritykset näyttävät yhtäkkiä olevan yhden tavoitteen saavuttamisessa: vaatiessaan hallintaa näytöillä ja tietokoneilla, joiden luulevat heidän käytettävän lähitulevaisuudessa. Google on äskettäin tehnyt aaltoja rekrytoimalla ”tutkijoita” kokeilemaan uutta lasille kiinnitettävää älypuhelinteknologiaansa (osuvasti nimeltään “Google Glass”), kun taas Applen äskettäinen patentti kaarevasta lasista valmistetulle tietokoneelliseen kelloon kiinnitti laajaa huomiota tekniikkapiireissä.
Monet ovat kuitenkin huomanneet, että yksi suurimmista rajoituksista puettavalle tekniikalle on kestävyys - on vaikeaa rakentaa pieni, tehokas tietokone, joka kykenee kestämään päivittäisen kulumisen aiheuttamat vaikeudet.
Osa kyseisestä pitkäaikaisesta ongelmasta voitaisiin ratkaista eilen Nature Communications -lehdessä ilmoitetulla tekniikalla: ohut, joustava, joustava akku, joka voi antaa virtaa, kun se on vedetty 300 prosenttiin alkuperäisestä koostaan ja kutistuu sitten takaisin ilman vaurioita. Laite, jonka on kehittänyt tutkijaryhmä Illinoisin yliopistosta, Luoteisesta ja muualta, voisi täyttää ratkaisevan aukon, kun insinöörit yrittävät siirtää tietokoneitamme jäykistä puhelimista ja tableteista joustaviin alustoihin.
Laite luottaa prosessiin, jota tutkijat kutsuvat "tilattuun purkamiseen". Sen energiaa varastoivat komponentit (pienet litium-ioniakut) on painettu joustavalle polymeerille, joka on kytketty pitkillä, S-muotoisilla johdoilla. Kun polymeeri vedetään, vaijerit toimivat kuin jouset, venyttäen peittämään enemmän etäisyyttä, kunnes ne ovat täysin opetettuja.
”Kun venytämme akkua, aaltoilevat yhdysjohdot avautuvat, aivan kuten lanka. Ja voimme venyttää laitetta paljon ja meillä on silti toimiva akku ”, Ywgang Huang, Northwesterniin kuuluva insinööri ja yksi paperin tekijöistä, sanoi lausunnossaan.
Lähikuva akun piireistä, jotka on suunniteltu suoristamaan, kun ne on venytetty ja joustavat takaisin paikalleen. Vasemmassa alaosassa oleva musta viiva edustaa vain 2 millimetriä. Kuva Nature Communications / Xu et. ai.
Monet osallistuvista tutkijoista ovat aiemmin työskennelleet joustavan elektroniikan eri komponenteilla, mukaan lukien erikoistunut sydämen leikkaustyökalu, joka käsittää anturit ja instrumentit, jotka on painettu joustavalle pallokatetrille. Tämä laite edustaa kuitenkin ensimmäistä kertaa, kun he keksivät kuinka soveltaa samoja joustavuusperiaatteita erityisesti akkuihin.
Periaatteen todisteena laite on erittäin lupaava: Se on erittäin kestävä ja toimii edelleen, vaikka se olisi venytetty ja kiertynyt. Lisäksi tutkijoiden mukaan suunnitteluun voisi sisältyä kyky ladata langattomasti induktiivisilla kelailla, joiden on vain oltava kosketuksissa virtalähteen kanssa eikä niitä tarvitse kytkeä pistorasiaan, kuten kaupallisesti saatavissa olevissa latausmattoissa.
Tällä hetkellä prototyyppi tarjoaa kuitenkin aivan liian vähän virtaa voidakseen olla hyödyllinen tietojenkäsittelyssä - se pystyy syöttämään pienen ledin vain 8–9 tunnin ajan ennen uudelleenlataamista ja voi suorittaa vain 20 latausjaksoa, ennen kuin alkaa menettää kokonaiskapasiteettia. Mutta ennen hajoamista ainakin tehomäärä on verrattavissa tavanomaisen samankokoisen tavanomaisen litium-ioni-akun (tyyppi, jota käytetään useimmissa elektroniikoissa) energian määrään, ja käytettyjen käsitteiden pitäisi pystyä toimimaan samalla tavoin suuremmassa mittakaavassa.
"Tärkeimpiä sovelluksia ovat ne, jotka sisältävät kehon ulkopuolelle, iholle integroituja laitteita terveyden, hyvinvoinnin ja suorituskyvyn seuraamiseksi", John Rogers Illinoisin yliopistosta, toinen avustaja, kertoi BBC: lle. Tässä vaiheessa on vaikea kuvitella täysin sitä potentiaalista laitetta, joka voisi käyttää tekniikkaa - se voidaan sisällyttää mihin tahansa taivutettavissa älypuhelimien kelloissa biologisiin implantteihin, kuten sydämentahdistimiin.
