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 ۱۰۰ اتم، طول ۱۰۰ هزار اتم و ضخامت تنها ۱ 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 ۵۰ 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.

لینک منبع اصلی