کاربردی جالب برای رنگ نانولوله کربن (+فیلم و عکس)

موبنا؛ محمدمهدی حیدرپور – نانولوله های کربن در هر چیزی از چراغ های انرژی مستقل تا فناوری پاکسازی نشت نفت به کار گرفته شده اند. تیمی از دانشگاه رایس با استفاده از نانولوله های کربن موفق به تولید رنگی شده است که می تواند هر سطحی را به باتری یون لیتیوم مبدل کند! این رنگ قابل تبدیل دارای پتانسیل ایجاد یک باتری خورشیدی قابل شارژ و عملی روی هر سطحی است.

باتری قابل شارژ تیم دانشگاه رایس شامل لایه های مختلف رنگ شده که هر کدام نماینده یکی از بخش های یک باتری سنتی هستند. به گفته “ماری گرین وود اندرسون”، استاد مهندسی مکانیک و علم مواد در دانشگاه رایس، این طراحی به معنای رویکردی بسیار انعطاف پذیرتر است که امکان همه نوع طراحی جدید و یکپارچه سازی امکانات برای دستگاه های ذخیره سازی را فراهم می کند. طی چند وقت اخیر علاقه بسیاری برای ساخت منابع نیرو با عامل شکل بهبود یافته وجود داشته و این گام بزرگی در همین مسیر است.

نخستین دستگاه تست برای باتری یون لیتیوم قابل نقاشی شدن تیم دانشگاه رایس شامل آرایه ای از کاشی های استاندارد در ترکیب با یک سلول خورشیدی و چراغ های LED بوده است. آرایش چراغ های LED به شکل کلمه RICE بوده است.

برای توسعه این نوع باتری، “نیلام سینگ”، دانش آموخته دانشگاه رایس و مولف ارشد این مطالعه، به همراه تیم پژوهشی زمان قابل توجهی را به فرموله کردن، ترکیب و آزمایش رنگ ها برای هر یک از اجزا پنج لایه اختصاص داده اند. سپس رنگ روی انواع سطوح مانند کاشی های سرامیکی حمام، پلیمرهای انعطاف پذیر، شیشه، فولاد ضد زنگ و غیره نقاشی شده تا کیفیت پیوند با هر زیرلایه بررسی شود.

در طراحی باتری چند لایه، لایه نخست، کلکتور جریان مثبت، ترکیبی از نانولوله های کربن تک دیواره با ذرات کربن سیاه در N-methylpyrrolidone پراکنده شده اند. لایه دوم کاتد است که شامل اکسید کبالت لیتیوم، کربن و پودر گرافیت بسیار ریز در یک محلول چسب است. لایه سوم رنگ جداکننده پلیمری کینار فلکس، PMMA و دی اکسید سیلیکون پراکنده شده در یک مخلوط حلال است. لایه چهارم آند است که ترکیبی از اکسید تیتانیوم لیتیوم و UFG در یک ماده چسباننده است. لایه نهایی کلکتور جریان منفی است که به صورت تجاری در رنگ مسی رسانا وجود داشته و با اتانول رقیق شده است.