مدتزمان طولانی شارژ شدن باتریهای امروزی به معضلی تبدیلشده است؛ محققان مادهای را ساختهاند که گوشی شما را تنها در چند ثانیه شارژ میکند.
محققان دانشگاه درِکسِل نانو مادهای بانام مِکسِن توسعه دادهاند که به گفتهی یوری گُگتُس، پرفسور دانشگاه درکسل، باعث میشود تا باتریهای خودرو، لپتاپ و گوشی ما با سرعت بسیار بیشتری و تنها در چند ثانیه یا دقیقه شارژ شوند.
باتریها با ذخیره کردن یون در پورتهایی با نام اکتیو رِداکس سایت، فعالیت میکنند؛ تعداد این پورتها بهطور مستقیم به طول عمر باتری دستگاه ارتباط دارد. با این وجود، اکثر باتریها تعداد نسبتاً کمی از این پورتها را دارند و رسانایی چندانی ندارند؛ اما مِکسِن رسانای بسیار خوبی برای ساخت باتری است؛ چرا که جریان الکترودها را بهینهسازی کرده و نسبت به باتریهای امروزی مسیرهای بیشتری را برای این پورتها فراهم میکند. ماریا لاکاتسکیا، یکی از محققان این گروه، دربارهی عملکرد مادهی یادشده میگوید:
معماری الکترودهای ایدهآل شبیه این خواهد بود که یونها در پورتها بهجای عبور از مسیری تک بانده از طریق باندهای متعدد و پرسرعت بزرگراهها حرکت کنند. میکروالکترودی که ما طراحی کردهایم، به این هدف دست پیدا کرده است و این امکان را فراهم میکند که شارژ سریع باتری در چند ثانیه یا کمتر انجام شود.
خواص کلیدی این ماده به دلیل ساختار دو بعدی آن و ترکیب کردن ژل هیدروژن با جزء اکسیدی فلز است؛ این ویژگیها مِکسِن را قادر میسازند تا چگالی کافی برای مقاومت در برابر تشعشع و آب داشته باشد و از همه مهمتر به مادهای ایدهآل برای باتریها تبدیل شود
آینده در گرو علم ماده
با وجود اینکه مِکسِن بهصورت تجاری در دسترس نخواهد بود یا تا سه سال دیگر به فناوریهای امروزی وارد نخواهد شد؛ اما این پتانسیل را دارد تا فناوری باتریهای امروزی را با اصلاح ویژگیهای ناکارآمد آنها مانند طول عمر کوتاه، مدتزمان شارژ طولانی و تخریب دستگاه و سیستمها، تغییر دهد. مِکسِن یکی از چندین مادهی شگفتانگیزی است که میتواند مسیر فناوریهای نانو پایه را تغییر دهد و میتواند پیامدهای بزرگی در سطح کلان داشته باشد. از جملهی این مواد میتوان به گرافن اشاره کرد که بهعنوان مادهای با کاربردهای بسیار گسترده از شیرین کردن آب دریا گرفته تا ساختن حشرهی رباتیک و حتی انتقال جریان با مقاومت صفر، شناخته میشود.
اما مواد دیگر نیز گزینههای مناسبی برای آینده هستند. یکی از خارقالعادهترین آنها مادهی تکبعدی و شبیهسازیشدهی بورون است که توسط محققان دانشگاه رایس ساخته شده است. این ماده میتواند بهعنوان زنجیرهای تک بُعدی و نیمهرسانا یا نواری دو بعدی که مقاومت بالایی در برابر تغییر شکل دارد، تبدیل شود.
ما در دورهای زندگی میکنیم که نسبت به گذشته توانایی علمی بیشتری برای تغییر در ماده برای ساخت موادی که زمانی تنها در فیلمهای علمی تخیلی دیده میشدند، داریم. چه این مواد در شارژ فوری تلفن کاربرد داشته باشد یا حشرات قابلبرنامهریزی، مواد موجود در آینده بسیار هیجانانگیز خواهند بود.