Esnek Elektronik Cihazlar ve Yeni Nesil Esnek Piller
Günümüzde, teknolojinin gelişmesiyle birlikte hayatımıza giren esnek elektronik cihazlar oldukça popüler hale gelmiştir. Bu cihazlar, insan cildi gibi çevresel koşulları algılayabilen esnek derilerden, yapay kaslara ve giyilebilir sağlık tarama aletlerine kadar geniş bir kullanım alanına sahiptir. Bu cihazların temel bileşenlerinden biri olan esnek ve iyi iletken malzemelerin üretimi ise oldukça zordur.
İki Farklı Yöntemle Üretilen Esnek, İletken Malzemeler
Bugüne kadar, esnek ve iletken malzemeler üretmek için kullanılan iki yöntem bulunmaktadır. İlk yöntemde, nanometre boyutunda elektronik cihazlar esnek polimerlerin üzerine yerleştirilir. Ancak bu yöntemle üretilen malzemelerin iletkenliği düşük olmaktadır. Diğer yöntemde ise esnek polimerlerin içerisine dağınık bir şekilde iletken dolgu malzemeleri eklenir. Bu sayede yüksek miktarda akım taşıyabilen ve kendini onarabilen malzemeler elde edilir. Ancak içerdikleri sert ve iletken malzeme miktarı arttıkça dayanıklılıkları azalırken, esnek polimer miktarı arttıkça iletkenlikleri düşmektedir.
Michigan Üniversitesi’nden Yeni Bir Yöntem: Katmanlı Esnek Malzemeler Üretimi
Michigan Üniversitesi’nden Nicholas Kotov ve ekibi, esnek ve iletken malzemeler üretmek için yeni bir yöntem geliştirdi. Ayrıntıları Science Advances dergisinde yayımlanan makalede açıklanan bu yöntemde, katmanlı bir yapı kullanılır. Her katmanda pozitif yüklü polimerler ve negatif yüklü altın nanoparçacıkları bulunur. Ancak her katmanın bileşimi farklıdır. En dış katmanlarda altın nanoparçacıkların oranı %90’a kadar çıkarken, ara katmanlarda %50’ye kadar düşebilmektedir. Bu sayede araştırmacılar, malzemenin mekanik ve elektronik özelliklerini istedikleri gibi ayarlayabilmektedir. Malzeme, herhangi bir yönde gerilerek normal uzunluğunun üç katına çıkarıldığında bile metalik özelliklerini koruyarak (çok düşük dirençle elektriği ileterek) çalışmaya devam eder.
Lityum İyon Pil Üretiminde Kullanılan Yeni Malzeme
Araştırmacılar, geliştirdikleri malzemeyi lityum iyon pilde elektrot olarak kullanarak test ettiler. Sonuçlar, 0,5 A/g akım yoğunluğunda pilin dolma-boşalma kapasitesinin 100 mAh/g olduğunu göstermektedir. Pil, 1000 kez boşaltılıp doldurulduktan sonra bile orijinal kapasitesinin %96’sıyla çalışmaya devam etmektedir.
Bilimin Ulaştığı Yeni Bir Adım: Esnek Piller
Araştırmacılar, yeni yöntemle üretilen esnek ve iletken malzemelerin kullanılmasıyla esnek pillerin üretilebileceğini söylemektedir. Bu piller, tıbbi implantlarda ve esnek robotların geliştirilmesinde oldukça faydalı olabilir.
Sonuç
Günümüzde geliştirilen yeni teknolojiler sayesinde, esnek elektronik cihazlar ve esnek piller gibi ilerici ürünlere ulaşılmıştır. Yeni yöntemle üretilen katmanlı esnek malzemeler, esnek pillerin üretiminde önemli bir adım olmuştur. Bu sayede hayatımıza daha fazla esneklik ve kolaylık getiren cihazlar geliştirilebilecektir.