211service.com
Izstiepjams, saliekams un jaudīgāks viedpulksteņa akumulators
Viedie pulksteņi, iespējams, drīz varēs darboties ilgāk, pateicoties elastīgiem, saliekamiem akumulatoriem.
Pētnieks demonstrē litija jonu akumulatora elektriskās īpašības, ko var izstiept un saliekt, pateicoties origami locīšanai.
Izmantojot japāņu locīšanas tehnikas origami veidu, pētnieki ir parādījuši, ka tie var padarīt tradicionāli ražotus litija jonu akumulatorus pietiekami izstieptiem un saliektiem, lai tie ietilptu pulksteņa siksnā, kur ir vairāk vietas enerģijas uzglabāšanai. Papildus viedo pulksteņu uzlabošanai šī metode, kas, pēc izgudrotāju domām, ir saderīga ar standarta ražošanas procesiem, varētu radīt baterijas, kas ir labāk piemērotas visu veidu citiem valkājamiem elektroniskiem sīkrīkiem, piemēram, fitnesa siksnām, kas izseko ar veselību saistītus datus (skatiet sadaļu Kādas ir perspektīvas elastīgiem biosensoriem?).
Mūsdienu viedo pulksteņu baterijas atrodas aiz ekrāna, dalot mazo vietu ar visu pārējo pulksteni darbināmo elektroniku. Akumulators ne tikai aizņem lielu daļu no pieejamās vietas, bet tam ir salīdzinoši maza enerģijas ietilpība, kas ir šķērslis viedo pulksteņu attīstībai, saka. Hancjins Dzjans , Arizonas štata universitātes mehāniskās un kosmosa inženierijas profesors, kurš vadīja saliekamo akumulatoru izpēti. Mūsdienu pulksteņi nedarbojas ļoti ilgi: piemēram, jaunais Apple pulkstenis ir tāds teica ilgt tikai dažas stundas, ja tas tiek aktīvi izmantots lietojumprogrammu palaišanai. Jaunā tehnika varētu palīdzēt dubultot akumulatoru enerģijas jaudu, saka Dzjans.
Pētnieki izmantoja salocītu akumulatoru, lai darbinātu Samsung viedpulksteni, un parādīja, ka elastīgā josla ar akumulatoru iekšpusē var saliekties un izstiepties, neietekmējot akumulatora veiktspēju.
Pēdējo desmit gadu laikā pētnieki ir panākuši lielu progresu, izstrādājot elastīgu elektroniku, kas bez darbības traucējumiem var pielāgoties izliektām un dinamiskām virsmām un formām, piemēram, cilvēka ķermeņa virsmām un formām. Tomēr lielākā daļa ir izmantojuši elastīgus materiālus (skatiet Akumulators, kas stiepjas līdz trīs reizes lielākam izmēram), un tie nav tieši saderīgi ar esošajām akumulatoru ražošanas iekārtām.
Dzjans guva iedvesmu izmantot origami problēmu, kad viņš pamanīja, ka konkrēts locīšanas raksts, ko sauc par Miura locīšanu, ļoti līdzinās modelim, ko viņš iepriekš bija redzējis nanomēroga silīcijā, kas ļāva tam sasprādzēties un izstiepties, kad tas bija piestiprināts pie virsmas. elastīgs gumijas materiāls (skatiet elastīga silīcija loksnes). Pagājušajā gadā viņš un viņa kolēģi demonstrēts salokāmi litija jonu akumulatori, kuru pamatā ir Miura locīšana. Taču šī dizaina praktiskie pielietojumi ir ierobežoti, jo akumulators var izstiepties tikai no salocītā stāvokļa uz nesalocītu, plakanu stāvokli, un salocītajai formai ir nelīdzenas virsmas, kas padara to nepiemērotu pulksteņa siksnai, viņš saka.
Lai izveidotu saderīgāku formas faktoru, grupa nolēma izmantot kirigami — origami variāciju, kas ietver griešanu papildus locīšanai. Dzjans un viņa kolēģi tagad ir demonstrēts ka, veicot platuma griezumus gar dažādiem materiāla slāņiem pirms to laminēšanas un pēc tam pagriežot vai salokot struktūru noteiktajā veidā, tie var izgatavot baterijas, kas stiepjas. Stiepšanās rodas rotācijas rezultātā, kas notiek griezumu vietās, un ierīce saglabā nemainīgu biezumu izstiepšanas laikā, atšķirībā no iepriekšējiem origami dizainiem.
Papildus akumulatora demonstrēšanai īstā viedpulkstenī pētnieki pārbaudīja kompaktās un izstieptās formas, lai pārliecinātos, ka tas saglabā elektroķīmiskās un mehāniskās īpašības pēc daudziem cikliem, un viņi parādīja, ka rotācija stiepšanās laikā neizraisa struktūras lūzumu. Dzjans saka, ka viņa grupas mērķis ir komercializēt tehnoloģiju, un tagad tā uzlabo akumulatora iepakojumu, lai risinātu noteiktas ar drošību saistītas problēmas. Viņš arī saka, ka kirigami tehnika ir piemērojama ne tikai baterijām, bet arī cita veida elektroniskām ierīcēm, piemēram, sensoriem un superkondensatoriem.