Инженеры создали растягивающиеся батарейки

Японское искусство оригами вдохновило не одну группу инженеров на создание высокотехнологичных машин будущего. Некоторые недавно представленные проекты по созданию гибких аккумуляторов были вдохновлены именно шаблонами оригами. Однако у всех них было ограничение: батарею можно было свернуть и развернуть, но нельзя было растягивать.

Теперь же команда инженеров из Университета Аризоны преодолела это ограничение и создала гибкий аккумулятор, который может быть растянут почти на 150% от своих первоначальных размеров и при этом по-прежнему поддерживать полную функциональность.
Это не первая в своём роде разработка, однако у неё есть свои интересные особенности. Для своей работы учёные взяли за основу шаблоны поджанра оригами — киригами.

В статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, исследователи описывают создание литиево-ионной батареи-киригами. Они рассказывают об особой методике, подразумевающей использование комбинации из складок и надрезов для создания шаблонов, которые обеспечивают значительное увеличение растяжимости.

Одна из проблем с использованием принципов оригами для создания электроники заключается в том, что сгибание элементов устройства часто приводит к образованию неровных поверхностей. Эта проблема делает невозможным интеграцию оригами-устройств в другую электронику.

Батарею можно растянуть на 150% без риска потери её функциональности (фото Hanqing Jiang/ASU).

Использование шаблонов киригами оказалось спасительным: если оригами подразумевает только складывание поверхностей, то киригами позволяет делать и надрезы. Именно эта хитрость и обеспечивает большую растяжимость, чем у стандартных оригами-устройств.

Батареи были созданы с использованием суспензий графита и двуокиси литий-кобальта, которые в совокупности могут хранить и высвобождать электроэнергию. Суспензии нанесли на листы алюминиевой фольги, к которым и применили технологии киригами.

"Новый тип батареи потенциально может быть использован для замены громоздких и жёстких аккумуляторов, которые ограничивают развитие компактных носимых электронных устройств", — говорит ведущий автор исследования Ханьцин Цзян (Hanqing Jiang).

Растягивающаяся батарея-киригами была вшита в эластичный браслет, прикреплённый к "умным" наручным часам. Устройство успешно справилось со своей основной задачей — обеспечивать питание — и не теряло своей функциональности, даже когда браслет вместе с аккумулятором растягивали.

По словам Цзяна, подобные батареи могут быть интегрированы в ткани, из которых можно будет шить "умную" одежду, ведь главным преимуществом его разработки является идеальная совместимость с современными электронными устройствами.