This post is also available in:
English (אנגלית)
חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג' פיתחו לאחרונה סוללות "ג'לי" נמתחות שניתן להשתמש בהן עבור אלקטרוניקה לבישה או רובוטיקה רכה.
הסוללות, שלוקחות השראה מתאי השריר של צלופחים חשמליים, עשויות מחומר רך הבנוי בשכבות שיכול לספק זרם חשמלי, גם כאשר נמתח לאורך של מעל 10 פעמים מאורכו המקורי. הסוללות עשויות מחומר שנקרא הידרוג'ל: מבנה תלת מימדי של פולימרים המועשר ב-60% מים, מה שמספק לו תכונות גמישות. למרות היותו רך, ההידרוג'ל חזק באופן בלתי צפוי, כך שניתן ללחוץ אותו מבלי שיאבד את צורתו הראשונית, והוא יכול לתקן את עצמו כאשר הוא נפגע.
בין השכבות השונות של ההידרוג'ל נוצרים קשרים הפיכים באמצעות מולקולות בצורת חבית הנקראות cucurbiturils. חיבורים חזקים אלה מאפשרים לסוללות הג'לי להימתח, בלי שהשכבות יתנתקו ובלי לאבד את המוליכות החשמלית שלהן.
החוקרים מסבירים כי מוליכות וגמישות הן שתי תכונות שבדרך כלל מנוגדות זו לזו, וכי כאשר חומר נמתח, המוליכות שלו בדרך כלל פוחתת. מסיבה זו, פיתוח סוללות שיכולות לעשות את שני הדברים היה לא קל.
"בדרך כלל, הידרוג'לים עשויים פולימרים שיש להם מטען ניטרלי, אבל אם אנחנו נטעין אותם, הם יכולים להתחיל להיות מוליכים", אמרה ד"ר ג'ייד מקיון, על פי TechXplore. "בנוסף, על ידי שינוי ריכוז המלחים של כל ג'ל, אנחנו יכולים להפוך אותם לדביקים ולאפשר להם להתחבר יחד בשכבות מרובות, דבר המגביר את פוטנציאל האנרגיה שלהם".
בדרך כלל, אלקטרוניקה משתמשת בחומרים מתכתיים כדי להוליך חשמל, אך אלה הם נוקשים, מה שמקשה על ייצור פרויקטים גמישים. סוללות הג'לי, שבניגוד למתכות, מוליכות זרם חשמלי עם יונים טעונים ולא עם אלקטרונים, מהוות מועמדות מצוינות לצרכים כאלה, ויכולות להיות מיושמות בתחומים של רובוטיקה רכה, ביו-אלקטרוניקה ואלקטרוניקה לבישה. שימוש ייחודי נוסף לסוללות ג'לי אלו הוא יצירת שתלים ביו-רפואיים, שכן הגמישות והרכות שלהן מאפשרות להן להתאים עצמן לרקמה אנושית, כך שהסיכוי שהגוף ידחה אותן כאשר יושתלו קטן יותר.
ממצאי הצוות מדווחים בכתב העת Science Advances
