బ్యాటరీ పరిశ్రమలో సిలికాన్ యానోడ్‌లు గొప్ప దృష్టిని ఆకర్షించాయి.లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలుగ్రాఫైట్ యానోడ్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా, అవి 3-5 రెట్లు ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని అందించగలవు. ఎక్కువ సామర్థ్యం అంటే ప్రతి ఛార్జ్ తర్వాత బ్యాటరీ ఎక్కువసేపు పనిచేస్తుంది, ఇది ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల ప్రయాణ దూరాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది. సిలికాన్ సమృద్ధిగా మరియు చౌకగా లభించినప్పటికీ, Si యానోడ్‌ల ఛార్జ్-డిశ్చార్జ్ చక్రాలు పరిమితంగా ఉంటాయి. ప్రతి ఛార్జ్-డిశ్చార్జ్ చక్రంలో, వాటి పరిమాణం బాగా విస్తరిస్తుంది, మరియు వాటి కెపాసిటెన్స్ కూడా తగ్గుతుంది, ఇది ఎలక్ట్రోడ్ కణాల విచ్ఛిన్నానికి లేదా ఎలక్ట్రోడ్ పొర విడిపోవడానికి దారితీస్తుంది.

ప్రొఫెసర్ జాంగ్ వూక్ చోయ్ మరియు ప్రొఫెసర్ అలీ కోస్కున్ నేతృత్వంలోని KAIST బృందం, సిలికాన్ యానోడ్‌లతో కూడిన అధిక సామర్థ్యం గల లిథియం అయాన్ బ్యాటరీల కోసం ఒక మాలిక్యులర్ పుల్లీ అడెసివ్‌ను జూలై 20న నివేదించింది.

KAIST బృందం, బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్‌లను లోహ ఆధారాలకు అటాచ్ చేయడానికి పాలిమర్‌లను జోడించడంతో సహా, బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ బైండర్‌లలోకి మాలిక్యులర్ పుల్లీలను (వీటిని పాలిరొటాక్సేన్‌లు అంటారు) అనుసంధానించింది. పాలిరొటేన్‌లోని రింగులు పాలిమర్ అస్థిపంజరంలోకి స్క్రూ చేయబడి, అస్థిపంజరం వెంబడి స్వేచ్ఛగా కదలగలవు.

సిలికాన్ కణాల ఘనపరిమాణ మార్పుతో పాలిరొటేన్‌లోని వలయాలు స్వేచ్ఛగా కదలగలవు. వలయాల జారడం వల్ల సిలికాన్ కణాల ఆకారం సమర్థవంతంగా నిలబడుతుంది, తద్వారా నిరంతర ఘనపరిమాణ మార్పు ప్రక్రియలో అవి విచ్ఛిన్నం కావు. పాలిరొటేన్ అంటుకునే పదార్థాల అధిక స్థితిస్థాపకత కారణంగా, నలిగిన సిలికాన్ కణాలు కూడా కలిసికట్టుగా ఉండగలవని గమనించాలి. ఈ కొత్త అంటుకునే పదార్థాల పనితీరు, ప్రస్తుతం ఉన్న అంటుకునే పదార్థాలకు (సాధారణంగా సరళ రేఖీయ పాలిమర్లు) పూర్తి విరుద్ధంగా ఉంటుంది. ప్రస్తుతం ఉన్న అంటుకునే పదార్థాలకు పరిమిత స్థితిస్థాపకత ఉంటుంది, అందువల్ల అవి కణాల ఆకారాన్ని దృఢంగా నిలబెట్టలేవు. పాత అంటుకునే పదార్థాలు నలిగిన కణాలను చెదరగొట్టి, సిలికాన్ ఎలక్ట్రోడ్‌ల సామర్థ్యాన్ని తగ్గించగలవు లేదా పూర్తిగా కోల్పోయేలా చేయగలవు.

ప్రాథమిక పరిశోధన యొక్క ప్రాముఖ్యతకు ఇది ఒక అద్భుతమైన నిదర్శనమని రచయిత అభిప్రాయపడ్డారు. పాలీరొటాక్సేన్ గత సంవత్సరం "యాంత్రిక బంధాలు" అనే భావనకు నోబెల్ బహుమతిని గెలుచుకున్నారు. సమయోజనీయ బంధాలు, అయానిక బంధాలు, సమన్వయ బంధాలు మరియు లోహ బంధాలు వంటి సాంప్రదాయ రసాయన బంధాలకు జోడించగల "యాంత్రిక బంధం" అనేది కొత్తగా నిర్వచించబడిన ఒక భావన. దీర్ఘకాలిక ప్రాథమిక పరిశోధన, బ్యాటరీ సాంకేతికత యొక్క చిరకాల సవాళ్లను ఊహించని వేగంతో క్రమంగా పరిష్కరిస్తోంది. తమ మాలిక్యులర్ పుల్లీలను అసలైన బ్యాటరీ ఉత్పత్తులలో ఏకీకృతం చేయడానికి తాము ప్రస్తుతం ఒక పెద్ద బ్యాటరీ తయారీదారుతో కలిసి పనిచేస్తున్నామని కూడా రచయితలు పేర్కొన్నారు.

నార్త్‌వెస్టర్న్ యూనివర్సిటీలో 2006 రసాయన శాస్త్ర నోబెల్ బహుమతి గ్రహీత అయిన సర్ ఫ్రేజర్ స్టోడార్ట్ ఇలా అన్నారు: “శక్తి నిల్వ వాతావరణంలో యాంత్రిక బంధాలు మొదటిసారిగా పునరుద్ధరించబడ్డాయి. యాంత్రిక బంధకాలతో కూడిన పుల్లీ ఆకారపు సముదాయాలు కేవలం ఒకే రసాయన బంధం ఉన్న సాంప్రదాయ పదార్థాల స్థానాన్ని భర్తీ చేసినప్పుడు, KAIST బృందం స్లిప్-రింగ్ పాలిరొటాక్సేన్‌లు మరియు ఫంక్షనలైజ్డ్ ఆల్ఫా-సైక్లోడెక్స్ట్రిన్ స్పైరల్ పాలిఇథిలీన్ గ్లైకాల్‌లలో యాంత్రిక బంధకాలను నైపుణ్యంగా ఉపయోగించి, మార్కెట్‌లోని లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల పనితీరులో ఒక పురోగతిని సాధించింది. ఇది పదార్థాలు మరియు పరికరాల లక్షణాలపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.”