0
0
0
0
Như chúng ta đã biết, hầu hết các loại pin truyền thống đều có chung đặc điểm là cứng và chúng có hình dạng nhất định. Những loại pin này không thẻ bẻ cong hay xoắn. Thế nhưng, với những nghiên cứu mới nhất, bạn sẽ phải ngạc nhiên với loại pin co dãn vừa được giới thiệu. Phát minh pin mới này vẫn hoạt động tốt dù bị kéo căng hết mức. Thiết kế đặc biệt của pin cho phép tích hợp tất cả các khả năng co dãn. Cuộn dây cảm ứng được thiết kế cho phép sạc pin qua một nguồn bên ngoài, không cần các kết nối vật lý một cách khéo léo. Đây được kỳ vọng là một phát minh mới có thể hỗ trợ các hoạt động trong ngành y học.
Mục Lục
Mẫu pin mới có khả năng co giãn và uốn cong
Các chuyên gia phát triển mẫu pin gồm nhiều viên nhỏ và cứng, liên kết với nhau. Nhờ đó có thể dễ dàng thay đổi hình dạng.
Nhóm kỹ sư tại Viện Máy móc và Vật liệu Hàn Quốc (KIMM) phát triển mẫu pin với khả năng uốn cong và giãn ra như rắn. Chúng có tiềm năng ứng dụng cho thiết bị điện tử đeo trên người. Đặc biệt là các robot mềm dùng trong quản lý thảm họa. Thiết bị mới được miêu tả chi tiết trên tạp chí Soft Robotics.
Họ cho biết, cấu trúc pin lấy cảm hứng từ vảy rắn. Vảy rắn cứng nhưng có thể xếp lại với nhau để bảo vệ con vật khỏi tác động từ bên ngoài. Đồng thời sở hữu những đặc điểm cho phép chúng có độ co giãn cao và khả năng di chuyển linh hoạt.
Mẫu pin mới chuyển động linh hoạt nhờ liên kết nhiều viên pin cứng với cấu trúc giống như vảy rắn. Cụ thể, nó cấu tạo từ những viên pin nhỏ hình lục giác. Được nối với nhau bằng bản lề làm từ polymer và đồng để gấp lại hay mở ra.
Để giảm thiểu sự biến dạng, nhóm chuyên gia tối ưu hóa thiết kế của những viên pin nhỏ giống vảy. Họ cho biết, việc thiết kế hình dạng của viên pin nhỏ và các bộ phận liên kết đóng vai trò rất quan trọng. Các nếp gấp bắt chước cấu trúc bản lề của da rắn. Nó cho phép biến hình ổn định mà không gây tổn hại cơ học cho viên pin cứng.
Nguyên lý nền tảng của phát minh mới
Các nhà nghiên cứu và chuyên viên thiết kế trên khắp thế giới đã làm việc cùng với một loạt các thiết bị điện tử có thể co dãn. Thế nhưng hiện nay nguồn cung cấp năng lượng có thể co dãn vẫn là một trở ngại lớn.
Giải pháp thiết kế của Huang là sử dụng loại dây liên kết kim loại dài. Chúng có các đường uốn lượn, lấp đầy không gian nhỏ giữa các thành phần pin. Cơ chế duy nhất là “tính đàn hồi nằm trong tính đàn hồi”. Gồm đường nối liền các thành phần có hình dạng chữ “S” lớn. Trong chữ “S” là nhiều chữ chữ “s” nhỏ hơn”.
Khi pin được kéo dãn, chữ “S” đầu tiên co dãn và biến mất. Nó để lại một dòng của các đường gợn sóng nhỏ. Việc kéo dãn tiếp tục, các gợn sóng nhỏ cũng biến mất khi mối liên kết giữa điện cực căng ra. “Và đây là cách chúng ta có thể tạo ra một loại pin có thể kéo dãn 300% so với kích thước ban đầu.”
“Nghiên cứu này giới thiệu một cấu trúc mới gồm các đơn vị riêng lẻ, xếp chồng lên nhau tương tự vảy rắn. Chúng có thể sử dụng để chế tạo pin biến hình dành cho robot mềm không dây”, nhóm nhà khoa học cho biết.
Ứng dụng đáng kỳ vọng trong tương lai
Mẫu pin mới có thể ứng dụng cho thiết bị điện tử đeo trên người như đồng hồ thông minh. Đặc biệt là các thiết bị y tế phục hồi chức năng cho người già và bệnh nhân cần hỗ trợ thể chất. Nó cũng phù hợp để cung cấp năng lượng cho những robot mềm giúp cứu hộ trong thảm họa. Robot mềm trang bị loại pin này có thể chui qua khe hẹp bị chướng ngại vật cản trở. Nhờ đó chúng cókhả năng di chuyển linh hoạt và tự do thay đổi hình dạng.
Huang và Rogers nói rằng loại sạc không dây này có thể mở ra những ứng dụng mới. Chẳng hạn như các thiết bị điện có thể co dãn có thể được cấy ghép bên trong cơ thể người. Những thiết bị điện tử cấy dưới da có thể theo dõi thành công mọi thứ. Từ sóng não cho đến các hoạt động của tim. Thậm chí là những nơi mà những loại pin phẳng, cứng không thể thực hiện được.
Trong những nghiên cứu sau, nhóm chuyên gia hy vọng sẽ tăng dung lượng pin. Đồng thời phát triển các robot mềm đa năng với cơ bắp nhân tạo. Loại pin mới có thể chế tạo bằng cách cắt và gấp điện cực. Dựa theo quy trình sản xuất lấy cảm hứng từ origami. Vì vậy, họ tin rằng thiết kế hiện tại của nó cũng phù hợp để sản xuất hàng loạt.
