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

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.

Teknoloji

Elon Musk ağustos ayında Tesla elektrikli araçların bataryalarının 1,5 milyon kilometreden fazla dayanabileceğini söylemişti. Kanada’daki Dalhousie Üniversitesinde çalışan araştırmacıların geliştirdiği lityum iyon batarya teknolojisi 20 yıldan ya da 1,5 milyon kilometreden fazla sorunsuz çalışabiliyor.

Teknoloji

TÜBİTAK Bilim ve Toplum Daire Başkanlığı tarafından yürütülen 4006-TÜBİTAK Bilim Fuarları Destekleme Programı proje başvuruları başladı. Başvurular 26 Kasım – 30 Aralık 2019 tarihleri arasında devam ediyor.

Teknoloji

Bisiklet sürüyorsunuz ve saati kontrol etmeniz gerekti. Kolunuzdaki saate ya da cep telefonunuza bakmadan saati elinizin üzerine yapıştırdığınız bir çıkartma üzerinden okumak ister miydiniz? Çin’deki Nanjing Üniversitesi ve Lanzhou Teknik Üniversitesinden bilim insanları insan cildine yapışabilen, esnek çıkartma şeklinde bir saat geliştirdi.

Teknoloji

İnsan derisinden ilham alan Münih Teknik Üniversitesinden araştırmacılar yapay deriye sahip insansı bir robot geliştirdi. Geliştirilen yapay deri sayesinde robot insan dokunuşlarını hissedebiliyor.

Teknoloji

Sürücüsüz araçlara yönelik geliştirdiği teknolojilerle bilinen Tesla Motor şirketinin sahibi Elon Musk, Tesla araçların bu yılın sonunda tam otonom sürüş özelliği kazanabileceğini açıkladı.

Teknoloji

Mikroçip (üzerinde farklı işlevlere sahip elektronik devreler bulunan çok küçük boyuttaki birleşik devreler), küresel konumlama sistemi (GPS), kablosuz internet, sensör gibi teknolojiler tüm dünyayı hızla değiştiriyor. Bu değişimin son yıllardaki ürünlerinden biri de giyilebilir teknolojiler. Giyilebilir teknolojiler vücuda bağlı oldukları için günlük işler yapılırken de rahatça kullanılabiliyor.

Teknoloji

 TEKNOFEST İstanbul Havacılık, Uzay ve Teknoloji Festivali 17-22 Eylül tarihleri arasında İstanbul Atatürk Havalimanı’nda düzenleniyor.

Teknoloji

Bir grup araştırmacı çok sayıda ufak robotun bir araya gelmesiyle oluşan, herhangi bir merkezî kontrol birimi olmaksızın çevredeki uyaranlara tepki verebilen ve hareket edebilen bir robot geliştirdi.