عبور از مرزهای الکترونیک با نسل جدید باتری‌ها

در تلاش برای دستیابی به این فناوری جدید، پژوهشگران علوم مواد و مهندسی شیمی ام‌آی‌تی به مهندسی ژنتیک ویروس‌هایی اقدام کرده‌اند که در ابتدا، خودشان را با فسفات آهن روکش می‌کنند، سپس با گرفتن و ربایش نانولوله‌های کربنی، شبکه‌ای از مواد بسیار رسانا را ایجاد می‌کنند. از آنجا که این ویروس‌ها، مواد مشخصی را تشخیص می‌دهند و با آنها پیوند می‌خورند که در این مورد خاص، نانولوله‌های کربنی است، در نتیجه هر نانوسیم فسفات آهنی می‌تواند از نظر الکتریکی به منزله نوعی سیم‌کشی و اتصالات برای هدایت و رسانایی شبکه‌های نانولوله‌های کربن عمل کند. الکترون‌ها می‌توانند در امتداد این شبکه‌های نانولوله‌ای کربن حرکت کنند که این فرآیند با رد شدن و نفوذ از طریق الکترودها به فسفات آهن و انتقال دادن انرژی در مدت زمانی بسیار کوتاه صورت می‌گیرد. به گفته پژوهشگران، این ویروس‌ها یک باکتری‌خوار معمولی به شمار می‌آیند که موجب آلوده شدن باکتری می‌شوند ولی برای انسان‌ها بی‌ضرر هستند. محققان پی برده‌اند آمیخته شدن و به‌هم پیوستن نانولوله‌های کربن بدون این که باعث اضافه شدن زیاد وزن باتری شود، می‌تواند رسانایی کاتدی را افزایش دهد. از دیگر محاسن این گونه باتری‌ها می‌توان قدرت شارژی بالای آنها را ذکر کرد، به گونه‌ای که در نتایج آزمایشگاهی باتری‌هایی با مواد کاتدی جدید توانستند بدون این که ظرفیت خازنی خود را از دست بدهند، حداقل 100 بار شارژ و تخلیه شوند. این توان‌پذیری در مقایسه با باتری‌های یونی لیتیمی فعلی از چرخه‌های شارژ به مراتب کمتری برخوردار است، اما پژوهشگران انتظار دارند این باتری‌ها قادر به کسب ظرفیت و توانایی ذخیره‌سازی بار الکتریکی بیشتری شوند. در حال حاضر، نمونه مدل اولیه باتری‌های ویروسی در شکل باتری‌های سکه‌ای منظور شده است، اما محققان معتقدند، این فناوری جدید امکان تهیه و تولید باتری‌های بسیار سبک‌وزن، قابل انعطاف و قابل انطباقی را فراهم آورد که بتوانند به شکل محفظه و ظرف مورد استفاده خود درآیند. دستیابی به چنین باتری‌هایی را می‌توان از هم‌اکنون نویدبخش تحول چشمگیری در صنعت تجهیزات و ادوات الکترونیکی و همچنین صنعت خودروهای دوگانه سوز به شمار آورد؛ به طوری که خانم سوزان هاکفیلد، مدیر ام‌آی‌تی را بر آن داشت تا به همراه مدل اولیه این باتری در کاخ سفید حاضر شود و با اوباما درباره لزوم سرمایه‌گذاری برای پیشرفت و توسعه فناوری‌های نوین انرژی پاک به گفتگو بنشیند.

اکنون و در حالی که محققان در عمل نشان داده‌اند می‌توانند باتری‌های ویروسی جدید را در مقیاس نانو به اتصال درآورند، قصد دارند در این خصوص گام‌هایی فراتر بردارند و حتی باتری‌های بهتری را با استفاده از موادی با ولتاژ و ظرفیت خازنی بیشتر در دستور تحقیق و ساخت قرار دهند که در این میان، موادی همچون فسفات منگنز و فسفات نیکل مدنظر پژوهشگران خواهد بود. به گفته محققان، زمانی که نسل بعدی باتری‌های جدید آماده شد، این فناوری می‌تواند به مرحله تولید تجاری و انبوه برسد.

مترجم: مهریار میرنیا
منبع: science journal