کشف اتفاقی ماده ای که می تواند صنعت باتری سازی را دگرگون کند

بسیاری از اکتشافات علمی مثل تفلون و اجاق ماکروویو هنگامی اتفاق افتادند که دانشمندان در حال تلاش برای رفع مشکلی دیگر بودند. حال نانو روبان های فسفر هم دقیقا به همین شکل کشف شده اند، ماده ای که یکی از پیش پا افتاده ترین عناصر طبیعت  آن را تشکیل می دهد و قادر است انقلابی در عرصه های مختلف تکنولوژی به پا کند.

هنگامی که دانشمندان در حال تلاش برای تقسیم کریستال فسفر به صفحه های دو بعدی (بدون ضخامت) بودند، موفق به تولید روبان هایی از این ماده  شدند که عرضی معادل 100 اتم، طول 100 هزار اتم و ضخامت تنها 1 اتم داشت. گویا از این اتفاق سه سال گذشته و دانشمندان در این مدت مشغول تکمیل اطلاعاتشان برای انتشار نتایج بوده اند.

این روبان ها تنها به اندازه یک اتم ضخامت دارند

این روبان های فوق نازک ویژگی های شگفت انگیزی دارند؛ برای مثال نسبت عرض به طول آنها با کابل هایی که پل گلدن گیت را سرپا نگه داشته اند برابری می کند. علاوه بر این به دلیل فرم کاملا منظم آنها و امکان تغییر عرضشان به اندازه دلخواه قابلیت های فیزیکی این روبان ها مانند رسانایی الکتریکی قابل تنظیم است. همچنین به علت برخورداری از ضخامتی نزدیک به صفر قادرند بر روی هر سطح پر پیچ و خمی قرار داده شده و شکل آن را به خود بگیرند.

موارد استفاده نانو روبان های فسفر

احتمالا مهم ترین کاربرد این نانو روبان ها در صنعت باتری سازی خواهد بود. به علت ساختار موج دار نانو روبان های فسفر یون های شارژ شده در آن ها با سرعتی تا هزار برابر بیشتر از آن چه اکنون ممکن است حرکت می کنند. این به معنای کاهش چشمگیر مدت زمان مورد نیاز برای شارژ باتری ها و افزایش 50 درصدی ظرفیتشان است. این بهبودها می توانند صنعت خودروها و هواپیماهای الکتریکی را یکباره چند قدم جلو ببرند و ما را در استفاده بهینه تر انرژی الکتریکی یاری کنند.

این کشف می تواند راه را برای استفاده از باتری های سدیم یون نیز هموار کند. منابع لیتیوم کره زمین که ماده اصلی مورد استفاده در باتری های کنونی است جوابگوی نیازهای روز افزون ما نیستند، علاوه بر این استخراج لیتیوم می تواند صدمات جبران ناپذیری به محیط زیست وارد کند. در طرف دیگر ماجرا سدیم ماده ای در دسترس و ارزان است.

نانو روبان های فسفر

پیچیده شدن نانو روبان های فسفر بین یک شبکه کربنی

صنایع الکترونیک نیز می توانند از  منافع این ماده جدید بهره مند شوند. قانون مور که پیش بینی می کند قدرت پردازش کامپیوترها هر دو سال باید دو برابر شود اخیرا با نزدیک شدن ما به محدودیت های فیزیکی مواد موجود در خطر افتاده؛ اما با استفاده از مواد دو بعدی جدید می توان این محدودیت ها را کنار زد و دستگاه هایی کوچک تر و سریع تر ساخت.

یکی دیگر از صنایعی که از کشف جدید سود خواهد برد تولید پنل های خورشیدی جدید با راندمان بالاتر است. زیرا در اتصالاتی که از نانو روبان های جدید استفاده می کنند اتلاف انرژی به حداقل خواهد رسید.

این نانو روبان های فسفر را می توان در الیاف تیشرت ها هم به کار برد و از طریق آن ها گرمای هدر رفته ی بدن را به الکتریسیته تبدیل کرد. این یعنی در آینده می توان شاهد ظهور لباس هایی بود که علاوه بر پایش دائمی ضربان قلب و سطح قند خون افراد انرژی خود را صرفا از گرمای بدنشان تامین می کنند.

برخلاف بسیاری ماده های این چنینی که پس از کشف شدنشان خبری از آن ها به گوش نمی رسد، این ماده جدید بسیاری موانع سر راه تولید انبوه را پشت سر گذاشته و می توان به حضور آن در صنایع مختلف امیدوار بود.

اگرچه هنوز راهی طولانی تا به حقیقت پیوستن اتفاقاتی که پیش تر به آن ها اشاره شد پیش رو داریم و باید تحقیقات بسیار بیشتری درمورد روش های استفاده کاربردی از این نانو روبان های فسفر در صنعت انجام گیرند.

مطالب مرتبط

محققان روش جدیدی برای افزایش ظرفیت باتری لیتیومی پیدا کردند

یک تیم بین‌المللی از محققان موفق به کشف ماده‌ای شده که می‌تواند چگالی انرژی باتری‌های لیتیوم یونی را بدون قربانی کردن طول عمر آن‌ها، افزایش دهد.محققان به این موضوع پی برده‌اند که کریستال‌های «آنتیموان» می‌توانند در فرایند شارژ و تخلیه شارژ، به صورت خودبه‌خود و برگشت‌پذیر حفره‌های توخالی ایجاد کنند. این کریستال‌ها دانشمندان را قادر... ادامه مطلب

توسعه باتری سدیم-یون قابل رقابت با مدل‌های لیتیوم-یونی

سدیم از عنصرهایی است که در طبیعت به وفور و با قیمت ارزان یافت می‌شود. به همین دلیل باتری‌های سدیم-یون پتانسیل جایگزین شدن با باتری‌های لیتیوم-یون را دارند؛ البته به شرط این که برخی از مشکلات آنها حل شود. محققان دانشگاه ایالتی واشینگتن اخیرا موفق شده‌اند یکی از مهمترین مشکلات باتری سدیم-یون را رفع کنند.... ادامه مطلب

فناوری نانو چگونه طراحی و ساخت کامپیوترها را تغییر می‌دهد؟

فناوری نانو تغییرات زیادی در صنایع ایجاد کرده و به رشد خود در صنعت کامپیوتر ادامه می‌دهد. این فناوری به علت کاهش ابعاد کامپیوترها و بهینه‌سازی آن‌ها، بیش از پیش مورد توجه فعالان قرار گرفته است.فناوری نانو در اشیاء بسیار کوچک در دنیای تکنولوژی کاربرد دارد و می‌تواند در بسیاری از فناوری‌ها برای ساخت قطعات... ادامه مطلب

محققان هیدروژلی توسعه داده‌اند که گرمای گوشی را به برق تبدیل می‌کند

محققان چینی هیدروژلی توسعه داده‌اند که گرمای وسایل الکترونیکی را به الکتریسیته تبدیل کرده و دمای آن‌ها را کاهش می‌دهد. آن‌ها توانستند به کمک این اختراع دمای باتری گوشی را ۲۰ درجه سانتی گراد کاهش دهند.این لایه نازک هیدروژلی که از پلیمر و آب تشکیل شده است، می‌تواند گرما را از باتری، گوشی، تبلت و... ادامه مطلب

دومین راهپیمایی فضایی کاملا زنانه انجام شد؛ تعویض باتری ایستگاه فضایی بین المللی

«جسیکا میر» (Jessica Meir) و «کریستینا هاموک» (Christina Hammock)، دومین راهپیمایی فضایی تمام زنانه تاریخ را با موفقیت انجام دادند.میر و هاموک در این راهپیمایی که 7 ساعت و 29 دقیقه به طول انجامید، باتری قدیمی نیکل-هیدروژن پنل خورشیدی ایستگاه فضایی بین المللی را با نمونه قدرتمندتر لیتیوم-یون تعویض کردند.طول و عرض و ارتفاع باتری... ادامه مطلب

باتری دی اکسید کربنی نوید آینده‌ای درخشان از صنعت باتری را می‌دهد

جستجو برای یافتن ماده جدیدی که بتواند تکنولوژی باتری را به جلو حرکت دهد، مدتی است که در کانون توجهات دانشمندان قرار گرفته است. از طراحی باتری به شکل ستون فقرات انسان گرفته مانند ساختار‌های نانو زنجیره‌ای و استفاده از کربن دی اکسید. مورد آخر، جدیدترین کاربرد این ماده مضر است که انسان تولید می‌کند.... ادامه مطلب

ویجیاتو

نظرات ۳

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟