L-anodi tas-silikon ġibdu attenzjoni kbira fl-industrija tal-batteriji.Meta mqabbel ma 'batteriji tal-jone tal-litjubl-użu ta 'anodi tal-grafita, jistgħu jipprovdu kapaċità 3-5 darbiet akbar.Il-kapaċità akbar tfisser li l-batterija se ddum aktar wara kull ħlas, li tista 'testendi b'mod sinifikanti d-distanza tas-sewqan ta' vetturi elettriċi.Għalkemm is-silikon huwa abbundanti u irħis, iċ-ċikli ta 'ċarġ-discharge ta' anodi Si huma limitati.Matul kull ċiklu ta 'ċarġ-skariku, il-volum tagħhom se jkun estiż ħafna, u anke l-kapaċità tagħhom se tonqos, li twassal għall-ksur tal-partiċelli tal-elettrodu jew id-delaminazzjoni tal-film tal-elettrodu.

It-tim KAIST, immexxi mill-Professur Jang Wook Choi u l-Professur Ali Coskun, irrapporta fl-20 ta 'Lulju kolla tal-taljola molekulari għal batteriji tal-jone tal-litju ta' kapaċità kbira b'anodi tas-silikon.

It-tim KAIST integrat taljoli molekulari (imsejħa polyrotaxanes) f'legaturi tal-elettrodi tal-batterija, inkluż iż-żieda ta 'polimeri mal-elettrodi tal-batterija biex iwaħħlu l-elettrodi ma' sottostrati tal-metall.Iċ-ċrieki fil-polyrotane huma invitati fl-iskeletru tal-polimeru u jistgħu jiċċaqilqu liberament tul l-iskeletru.

Iċ-ċrieki fil-polyrotane jistgħu jiċċaqilqu liberament bil-bidla fil-volum tal-partiċelli tas-silikon.Iż-żlieq taċ-ċrieki jista 'jżomm b'mod effettiv il-forma ta' partiċelli tas-silikon, sabiex ma jiddiżintegrawx fil-proċess kontinwu ta 'bidla fil-volum.Ta 'min jinnota li anke partiċelli tas-silikon imfarrak jistgħu jibqgħu coalescent minħabba l-elastiċità għolja tal-adeżivi polyrotane.Il-funzjoni tal-adeżivi l-ġodda hija f'kuntrast qawwi ma 'dik tal-adeżivi eżistenti (ġeneralment polimeri lineari sempliċi).L-adeżivi eżistenti għandhom elastiċità limitata u għalhekk ma jistgħux iżommu b'mod sod il-forma tal-partiċelli.L-adeżivi preċedenti jistgħu jferrxu partiċelli mgħaffġa u jnaqqsu jew saħansitra jitilfu l-kapaċità ta 'elettrodi tas-silikon.

L-awtur jemmen li din hija turija eċċellenti tal-importanza tar-riċerka bażika.Polyrotaxane rebaħ il-Premju Nobel is-sena li għaddiet għall-kunċett ta '"bonds mekkaniċi"."Twaħħil mekkaniku" huwa kunċett definit ġdid li jista 'jiġi miżjud ma' bonds kimiċi klassiċi, bħal bonds kovalenti, bonds joniċi, bonds ta 'koordinazzjoni u bonds tal-metall.Ir-riċerka bażika fit-tul qed tindirizza gradwalment l-isfidi fit-tul tat-teknoloġija tal-batterija b'rata mhux mistennija.L-awturi semmew ukoll li bħalissa qed jaħdmu ma 'manifattur kbir ta' batteriji biex jintegraw it-taljoli molekulari tagħhom fi prodotti ta 'batteriji attwali.

Sir Fraser Stoddart, rebbieħ tal-Premju Nobbli tal-Kimika fl-2006 fl-Università Northwestern, żied jgħid: “Il-bonds mekkaniċi rkupraw għall-ewwel darba f’ambjent ta’ ħażna tal-enerġija.It-tim KAIST uża skillfully binders mekkaniċi f'polyrotaxanes slip-ring u polyethylene glycol spirali alpha-cyclodextrin funzjonalizzat, li jimmarka avvanz fil-prestazzjoni ta 'batteriji tal-jone tal-litju fis-suq, meta aggregati f'forma ta' tarjola b'legaturi mekkaniċi.Il-komposti jissostitwixxu materjali konvenzjonali b'rabta kimika waħda biss, li se jkollha impatt sinifikanti fuq il-proprjetajiet tal-materjali u t-tagħmir.