Як у тілі людини: надшвидкий провідник підвищить потужність, ємність і швидкість батарей

Дослідники зробили гель із молекул, які відштовхують або притягують воду, переміщуючи заряджені іони.

Учені зі США створили іонний суперпровідник за зразком клітин людського тіла, який може значно прискорити роботу акумуляторів. Статтю про це відкриття опублікували в журналі Wiley Advanced Materials.

У природі одні живі клітини (гідрофільні) можуть поглинати воду, набухаючи, а інші, гідрофобні, відштовхувати її. Це дає змогу організму швидко переміщати заряджені іони через свого роду "контрольні точки" спеціальними каналами, Завдяки цьому людське тіло проводить велику кількість електричної енергії.

Команда з п'яти співробітників Національної лабораторії Лоуренса Берклі та Університету штату Вашингтон використовувала знання про хімію тіла, щоб побудувати мережу наночастинок у вигляді тонкої гелевої плівки. Вона дає змогу в потрібному порядку вибудовувати молекули, що відштовхують або поглинають воду, для створення логічних вентилів, як у комп'ютерних обчисленнях.

Під час експерименту вчені виявили, що "супермагістраль" набагато збільшила переміщення іонів порівняно з більш традиційною технологією, іменованою електрофорезом. Як зазначає сайт Popular Mechanics, її застосовують при створенні літій-іонних акумуляторів, від швидкості потоку іонів залежать основні характеристики: вихідна потужність акумулятора, час перезарядки і ємність.

Органічні змішані іонно-електронні провідники вже викликали неабиякий інтерес у сфері біосенсорики, м'якої робототехніки, нейроморфних обчисленнях і медицині. Можливість посилювати транспорт іонів у наномасштабі в таких матеріалах, а також керувати переміщенням іонів відкриває нові функціональні можливості для пристроїв змішаної провідності, які друкують, розтягують, а також біосумісних.