Мудрый журавлик: Если собрать все железо, содержащееся в организме человека, то получится лишь маленький винтик для женских часов
Самозаживляющееся электродное покрытие для увеличения срока жизни батарей
В непрекращающихся попытках увеличить энергетическую плотность литий-ионных батарей, ученые начали искать альтернативные материалы для электродов – такие материалы, как кремний. Проблема в том, что электроды , поглощая и выпуская ионы лития, разбухают и сжимаются, отчего, через какое-то время, они разрушаются. Особенно это относится к кремнию, который хрупок от природы. Сейчас, однако, ученые разработали проводящее эластичное полимерное покрытие для этих электродов, которое заживляет их трещины после каждого использования.

Этот полимер был создан командой, состоящей из членов Стэнфордского университета и Энергетического отдела Национальной Ускорительной Лаборатории SLAC, в лаборатории профессора Стэнфорда Женан Бао. Полимер включает в себя эластичный материал, который Бао и его коллеги уже разработали для использования в протезных конечностях и коже роботов. Для того чтобы сделать новое применение возможным, команда добавила в полимер углеродные наночастицы, которые сделали его электрически проводимым.
Ученые докладывают, что, когда кремниевые электроды покрыты этим материалом, он удерживает их вместе во время циклов разбухания и сжатия в десять раз дольше, чем без него. Маленькие трещины появляются в самом полимере, однако они закрываются в течение нескольких часов.

Самозаживляющий эффекта этого материала стал возможен благодаря сознательному ослаблению некоторых существующих в полимере химических связей. На самом деле, по этой причине материал легче ломается, но, в то же время, края этих разломов химическим образом стягиваются обратно. Биологические молекулы, такие как ДНК, используют похожий эффект.
В лабораторных тестах, покрытые кремниевые электроды держатся в течение 100 циклов. «Предстоит еще долгий путь к нашей цели в 500 циклов для сотовых телефонов и в 3000 циклов для электрических транспортных средств, однако выглядит многообещающе, и, согласно нашим данным, это работает», - говорит профессор И Цуй, который возглавляет исследование вместе с Бао.
Более того, ученые верят, что этот полимер также можно будет использовать с электродами, сделанных из других материалов, помимо кремния.