Skip to content Skip to navigation

Esnek Elektronik Cihazlar İçin Esnek Piller

Dr. Mahir E. Ocak
07/08/2019 - 17:18

Günümüzün aktif araştırma alanlarından biri esnek elektronik cihazlar. Bu cihazların elektronik derilerden (insan cildi gibi çevresel koşulları algılayabilen esnek elektronik cihazlardan), yapay kaslara ve giyilebilir sağlık tarama aletlerine kadar pek çok kullanım alanı var. Tüm bu cihazlar için gerekli olan en temel bileşenlerden biri, mekanik zorlamalara maruz kaldıklarında bile iyi iletken özellik gösteren esnek malzemeler. Ancak böyle malzemeler üretmek zordur.

Bugüne kadar esnek, iletken malzemeler üretmek için kullanılan iki yöntem vardı. Birinci yöntemde, boyutları nanometre (metrenin milyarda biri) ölçeğinde olan elektronik cihazlar esnek polimerlerin (tekrar eden birimlerden oluşan uzun zincir biçimli moleküller) üzerine yerleştiriliyordu. Ancak bu biçimde üretilen malzemelerdeki iletken miktarı ve dolayısıyla malzemenin iletkenliği düşük oluyordu. İkinci yöntemdeyse esnek polimerin içine dağınık biçimde iletken dolgu malzemeleri ekleniyordu. Bu yöntemle üretilen malzemelerse hem yüksek miktarda akım taşıyabiliyor hem de kendilerini onarabiliyordu. Ancak içerdikleri sert, iletken malzeme miktarı arttıkça ufak mekanik zorlamalara karşı bile dayanıksız hâle geliyor, içerdikleri esnek polimer miktarı arttıkça da iletkenlikleri düşüyordu.

Michigan Üniversitesinden Nicholas Kotov önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı yakın zamanlarda esnek, iletken malzemeler üretmek için yeni bir yöntem geliştirdi. Detayları Science Advances’ta yayımlanan makalede ayrıntılı biçimde açıklanan yeni yöntemde esnek, iletken malzeme katmanlı bir yapıda üretiliyor. Her bir katmanda pozitif yüklü polimerler ve negatif yüklü altın nanoparçacıklar var. Ancak katmanların bileşimi birbirinden farklı. En dış katmanlarda altın nanoparçacıkların kütlece oranı %90’a kadar çıkarken ara katmalardaysa %50’ye kadar düşebiliyor. Araştırmacılar bu katmanlı yapının, malzemenin hem mekanik hem de elektronik özelliklerini arzu edilen biçimde ayarlamaya imkân verdiğini söylüyor. Malzeme herhangi bir yönde gerilerek uzunluğu normal uzunluğunun üç katına çıkarıldığında bile metalik özellik göstermeye (çok düşük dirençle elektriği iletmeye) devam ediyor.

Araştırmacılar, geliştirdikleri malzemeyi bir lityum iyon pilde elektrot olarak kullanarak test etti. Sonuçlar, 0,5 A/g akım yoğunluğunda pilin dolma-boşalma kapasitesinin 100 mAh/g olduğunu gösteriyor. Pil, 1000 kez boşalıp dolduktan sonra bile orijinal kapasitesinin %96’sı ile çalışmaya devam ediyor.

Araştırmacılar yeni yöntemle üretilen esnek, iletken malzemeleri kullanarak esnek piller üretmenin mümkün olduğunu söylüyor. Bu piller, tıbbi implantlarda ve canlı organizmalara benzer esnek robotların geliştirilmesinde yararlı olabilir.

İlgili İçerikler

Teknoloji

Vecnos tahta kalemi boyutlarında, 360 derece görüş alanına sahip bir kamera geliştirdi. Çevrenizdeki her şeyi tek kareye sığdırabilen bu kamera sayesinde artık paylaştığınız fotoğraflara ve videolara yeni bir bakış açısı getirebilirsiniz.

Teknoloji

Rensselaer Politeknik Enstitüsünde çalışan bir grup araştırmacı, lityum iyon bataryalara rakip olarak görülen metal bataryaların geliştirilmesinin önündeki en önemi sorunlardan birine çözüm buldu.

Teknoloji

Bilim Genç olarak mart ayında objektiflerinizi çevrenizdeki teknolojik aletlere odaklamanızı istiyoruz. Fotoğrafınızı Bilim Genç’te paylaşırken açıklama bölümüne #Teknoloji etiketini eklemeyi unutmayın.

Teknoloji

Sinemada Rönesans (yeniden doğuş) dönemi olarak adlandırılan 1970’li yıllarda, sinema tarihine damgasını vuran filmler vizyona girdi. Bu dönemdeki teknolojik buluşlar, görsel efekt tasarımı alanında yeni tekniklerin ve yöntemlerin geliştirilmesine imkân sağladı.

Teknoloji

Dünyanın en büyük havacılık festivallerinden biri olan TEKNOFEST’in teknoloji yarışmalarının başvuruları başladı. 23 farklı kategoride düzenlenecek yarışmalar için son başvuru tarihi 28 Şubat.

Teknoloji

Haberleşme sistemleri alanında uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmaları sebebiyle TÜBİTAK 2019 yılı Bilim Ödülü’ne layık görülen Prof. Dr. Erdal Arıkan ile 5G teknolojisi ve “kutupsal kodlama” ile ilgili bir söyleşi gerçekleştirdik.

Teknoloji

Vermont ve Thuft üniversitelerinde çalışan bir grup araştırmacı kurbağa embriyolarından alınan kök hücreleri kullanarak canlı robotlar üretti. Dr. Sam Kriegman ve arkadaşları tarafından yapılan araştırma ile ilgili makale Proceedings of The National Academy of Sciences (USA)’da yayımlandı.

Teknoloji

16. TÜBİTAK Efficiency Challenge Elektrikli Araç Yarışları başvuruları başladı. Başvurular 2 Mart’a kadar devam edecek ve bu yıldan itibaren challenge.tubitak.gov.tr adresinden çevrimiçi olarak yapılacak.

Teknoloji

Günümüzün en dikkat çekici teknolojik gelişme alanlarından biri otonom sürüş teknolojileri. Bu dönemde geliştirilen otonom araçların öndeki araçla mesafeyi uygun değerde sabit tutmak, bulunulan şeridi takip etmek gibi işlevleri yerine getirmesi bekleniyor. 

Teknoloji

2020’de ismini en çok duyacağımız gökcismi muhtemelen Mars olacak. Mars’ın yüzeyine araç indirmeyi planlayan çeşitli uzay ajansları var. NASA, Mars 2020 aracıyla gezegenin yüzeyinden taş örnekleri toplamayı ve daha sonraları yapılması planlanan başka bir görevle de bu örnekleri Dünya’ya getirmeyi planlıyor.