Pin đàn hồi: Sức mạnh cho tương lai của công nghệ đeo được
Pin đàn hồi cho các thiết bị đeo được
Thế giới công nghệ đang phát triển nhanh chóng và các thiết bị đeo được ngày càng trở nên phổ biến. Từ đồng hồ thông minh đến máy theo dõi sức khỏe, những thiết bị này cung cấp một loạt các tính năng và chức năng giúp cuộc sống của chúng ta dễ dàng và thuận tiện hơn. Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất đối với công nghệ đeo được là độ bền. Pin truyền thống không được thiết kế để chịu được sự khắc nghiệt của quá trình sử dụng và hao mòn hàng ngày, có thể dẫn đến hỏng hóc sớm.
Thiết bị điện tử linh hoạt cho công nghệ đeo được
Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu phát triển các loại pin mới linh hoạt và bền hơn, có thể đáp ứng tốt hơn nhu cầu của các thiết bị đeo được. Một cách tiếp cận đầy hứa hẹn là sử dụng vật liệu có thể kéo dãn trong thiết kế pin. Pin đàn hồi có thể bị kéo dãn và bóp méo mà không làm mất khả năng lưu trữ và cung cấp năng lượng, khiến chúng trở nên lý tưởng để sử dụng trong các thiết bị đeo được phải chịu uốn cong, xoắn và các loại biến dạng khác.
Pin bền và có thể sạc lại cho các thiết bị đeo được
Một bước đột phá gần đây trong công nghệ pin đàn hồi đã được công bố trên tạp chí Nature Communications. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Illinois, Đại học Tây Bắc và những nơi khác đã phát triển một loại pin mỏng và linh hoạt có thể kéo dãn đến 300% kích thước ban đầu và vẫn cung cấp năng lượng. Pin được làm bằng chất nền polyme đàn hồi được in bằng các pin lithium-ion nhỏ và được kết nối với những sợi dây dài hình chữ S. Khi chất nền polyme bị kéo dãn, những sợi dây hoạt động như lò xo, kéo dãn ra để phủ nhiều khoảng cách hơn cho đến khi chúng căng hoàn toàn.
Pin lithium-ion cho thiết bị điện tử đàn hồi
Pin lithium-ion là loại pin phổ biến nhất được sử dụng trong thiết bị điện tử ngày nay và chúng có một số ưu điểm so với các loại pin khác. Chúng nhẹ, có mật độ năng lượng cao và có thể sạc lại nhiều lần. Tuy nhiên, pin lithium-ion truyền thống không được linh hoạt lắm, khiến chúng không phù hợp để sử dụng trong các thiết bị đàn hồi.
Pin đàn hồi do các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois và Đại học Tây Bắc phát triển sử dụng một thiết kế mới cho phép pin kéo dãn và bóp méo mà không làm hỏng các cell lithium-ion. Pin được làm bằng chất nền polyme đàn hồi mỏng được in bằng các pin lithium-ion nhỏ và được kết nối với những sợi dây dài hình chữ S. Khi chất nền polyme bị kéo dãn, những sợi dây hoạt động như lò xo, kéo dãn ra để phủ nhiều khoảng cách hơn cho đến khi chúng căng hoàn toàn.
Polyme đàn hồi để lưu trữ pin
Chất nền polyme đàn hồi được sử dụng trong pin được làm từ một vật liệu gọi là polyimide. Polyimide là một loại polyme hiệu suất cao được biết đến với độ bền, độ linh hoạt và khả năng chống nhiệt và hóa chất. Nó thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm thiết bị điện tử linh hoạt, hàng không vũ trụ và thiết bị y tế.
Dây hình chữ S để thiết kế pin đàn hồi
Những sợi dây hình chữ S được sử dụng trong pin được làm từ một hợp kim kim loại gọi là Nitinol. Nitinol là hợp kim nhớ hình, có nghĩa là nó có thể nhớ hình dạng ban đầu và trở lại hình dạng đó sau khi bị biến dạng. Tính chất này khiến Nitinol trở nên lý tưởng để sử dụng trong các thiết bị đàn hồi vì nó cho phép các sợi dây kéo dãn và bóp méo mà không làm mất khả năng dẫn điện.
Sạc không dây cho pin đàn hồi
Ngoài việc có khả năng đàn hồi và bền, pin do các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois và Đại học Tây Bắc phát triển cũng có thể sạc không dây. Đây là một lợi thế lớn đối với các thiết bị đeo được vì nó loại bỏ nhu cầu sử dụng cáp sạc và đầu nối cồng kềnh. Pin có thể được sạc không dây bằng cuộn cảm ứng, chỉ cần đặt tiếp xúc với pin.
Cuộn cảm ứng để sạc pin thiết bị đeo được
Cuộn cảm ứng là một loại máy biến áp có thể truyền năng lượng không dây trong phạm vi khoảng cách ngắn. Chúng thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm sạc không dây, thẻ RFID và máy dò kim loại. Trong pin đàn hồi, cuộn cảm ứng được sử dụng để truyền năng lượng từ nguồn điện đến pin.
Ứng dụng của pin đàn hồi trong thiết bị đeo được
Pin đàn hồi do các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois và Đại học Tây Bắc phát triển có nhiều ứng dụng tiềm năng trong các thiết bị đeo được. Nó có thể được sử dụng để cấp nguồn cho mọi thứ, từ đồng hồ thông minh có thể uốn cong đến các thiết bị cấy ghép sinh học như máy tạo nhịp tim.
Ứng dụng tiềm năng của pin đàn hồi trong sức khỏe và thể chất
Một trong những ứng dụng đầy hứa hẹn nhất của pin đàn hồi là trong lĩnh vực sức khỏe và thể chất. Pin đàn hồi có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị đeo được theo dõi các dấu hiệu sinh tồn, theo dõi hoạt động thể dục và cung cấp phương pháp điều trị y tế. Ví dụ, pin đàn hồi có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị cấy ghép có thể truyền thuốc hoặc kích thích dây thần kinh.
Phần kết luận
Sự phát triển của pin đàn hồi là một bước đột phá lớn trong lĩnh vực công nghệ đeo được. Pin đàn hồi có nhiều ưu điểm so với pin truyền thống, bao gồm tính linh hoạt, độ bền và khả năng sạc không dây. Do đó, pin đàn hồi có tiềm năng cách mạng hóa cách chúng ta sử dụng các thiết bị đeo và mở ra những khả năng mới cho các ứng dụng sức khỏe và thể chất.
