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

1950’ler sinemada seyirci sayısının azaldığı yıllar olarak tarihe geçer. Bunun en önemli nedeni, şehirlere taşınan ailelerin, ucuz ve erişilebilir olmasından dolayı televizyonu eğlence aracı olarak seçmesiydi. Televizyon o yıllarda toplumda hızlı bir şekilde yaygınlaşıyordu ve birçok aile tarafından satın alınıyordu.

Teknoloji

Hassas Tarım ve Sürdürülebilir Uygulamaların Yaygınlaştırılması Projesi (HASSAS) sayesinde havacılık ve uzay teknolojileri kullanılarak çiftçilerimiz yenilikçi tarım uygulamalarından biri olan hassas tarım uygulamalarından yararlanabilecek.

Teknoloji

Hızla değişen ve yayılan bilgiyi takip etmek isteyenler için internete bağlı bilgisayar, mobil telefon ve tablet, giyilebilir teknoloji ürünü cihazlar gibi yeni medya araçları vazgeçilmez bir ihtiyaç hâline geldi.

Teknoloji

Japon otomobil üreticisi Toyota, yeni geliştirdikleri bir hibrit aracın test sürüşlerine başlayacaklarını açıkladı. Güneş paneliyle kaplı olan araç sadece elektrik motoruyla 56,3 kilometre yol yapabilecek.

Teknoloji

1940’lı yıllara gelindiğinde, yönetmenliğini Clarence Brown’ın yaptığı Yağmurlar Geldi (1939) filmi Oz Büyücüsü (1939) filminin de aday olduğu “En İyi Özel Efekt” kategorisinde ilk Akademi Ödülü’nün (Oscar Ödülü) sahibi oldu. Filmde, Hindistan’ın Ranchipur şehrinde yağmur fırtınası sonucunda...

Teknoloji

Amerikan Uzay Topluluğu (AAS) tarafından üniversite öğrencilerine yönelik düzenlenen CanSat Competition model uydu yarışmasında bu yıl İstanbul Teknik Üniversitesinden Apis Arge takımı birinci oldu.

Teknoloji

Kaliforniya Üniversitesinden bilim insanları, 2016 yılında, zıplayan bir robot geliştirmişti. Salto adı verilen robota zamanla yeni özellikler eklendi. Salto artık zorlu engelleri daha kolay aşabiliyor.

Teknoloji

Pekin Üniversitesi’nde çalışan Prof. Dr. Zhiyong Zhang ve öğrencileri, anne karnındaki bebeklerin Down sendromlu olup olmadığını tespit edebilen, transistör (elektrik sinyallerini yükseltmede kullanılan bir tür devre elemanı) tabanlı bir DNA sensörü geliştirdi.

Teknoloji

Atıkların sebep olduğu kirlilik günümüzün en önemli çevre sorunlarından biri. Bu nedenle araştırmacılar doğaya zarar veren atıkların yeniden kullanılabilmesi üzerine çalışmalar yapıyor. Her yıl milyonlarca atık geri dönüştürülmek amacıyla insan gücüyle ayrıştırılsa da artık bu işi otonom olarak yapabilecek robotlar geliştiriliyor.

Teknoloji

Hibrit enerjili uçak BEHA’nın (biyoelektrikli hibrit hava aracı) 2025’te yolcu taşımaya başlayarak hizmete girmesi hedefleniyor. 18 yolcu kapasiteli uçak, özgün kanat tasarımı sayesinde 300 metre uzunluğundaki çok kısa pistlerde kalkış ve iniş yapabilecek.