Thụy Điển Phát Triển Pin Siêu Mềm Dẻo

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Linköping (Thụy Điển) vừa công bố loại pin mềm có thể vặn xoắn, kéo giãn và định hình linh hoạt mà vẫn duy trì hiệu suất hoạt động ổn định. Đây được xem là bước đột phá quan trọng, mở ra tương lai gần cho những thiết bị điện tử uốn cong như điện thoại dẻo, đồng hồ thông minh cuộn cổ tay hay các thiết bị đeo mềm mại theo cơ thể.
 

Vì sao cần pin mềm dẻo cho thiết bị tương lai?

Trong kỷ nguyên công nghệ số, pin là thành phần không thể thiếu trong các thiết bị như smartphone, laptop, đồng hồ thông minh, cảm biến sức khỏe hay máy trợ tim. Tuy nhiên, phần lớn pin hiện nay vẫn có thiết kế cứng nhắc, khó tương thích với các thiết bị cần tính linh hoạt hoặc có hình dạng đặc biệt.

Khi công nghệ tiến vào thời kỳ Internet vạn vật (IoT), hàng nghìn tỷ thiết bị kết nối sẽ xuất hiện, đa số trong số đó là các thiết bị đeo, siêu nhỏ hoặc tích hợp vào quần áo, vật dụng hàng ngày. Những thiết bị như vậy đòi hỏi loại pin không chỉ nhỏ gọn mà còn linh hoạt, có thể uốn cong hay kéo giãn theo chuyển động của người dùng mà không làm gián đoạn nguồn điện.

Cấu trúc độc đáo như kem đánh răng

Khác với các nỗ lực trước đây sử dụng kim loại lỏng như gallium (dễ đông lại khi sạc/xả), nhóm nghiên cứu của Phó giáo sư Aiman Rahmanudin chọn một hướng đi hoàn toàn mới. Họ phát triển pin dựa trên polymer dẫn điện kết hợp với lignin – phụ phẩm tái chế từ ngành công nghiệp giấy.

Kết quả là một loại pin có kết cấu đặc sệt, mềm mại như kem đánh răng, dễ dàng sử dụng trong công nghệ in 3D để tạo ra hình dáng tùy chỉnh theo thiết kế thiết bị. Đây là bước tiến lớn giúp các nhà sản xuất thiết bị điện tử linh hoạt hơn trong khâu sáng tạo.

Hiệu suất ấn tượng và bền vững

Loại pin mới được nhóm nghiên cứu thử nghiệm sạc/xả liên tục 500 chu kỳ mà vẫn giữ được hiệu suất ổn định. Đặc biệt, pin có thể kéo giãn gấp đôi chiều dài ban đầu mà vẫn hoạt động bình thường, cho thấy độ bền và khả năng thích nghi vượt trội so với nhiều loại pin truyền thống.

Ngoài hiệu năng, yếu tố bền vững cũng là điểm cộng lớn. Polymer được tổng hợp trong phòng thí nghiệm, còn lignin được tận dụng từ chất thải công nghiệp, góp phần giảm thiểu tác động đến môi trường. Điều này phù hợp với xu hướng phát triển vật liệu xanh và công nghệ thân thiện với tự nhiên.

Một vài giới hạn cần khắc phục

Tuy có nhiều tiềm năng, phiên bản hiện tại của pin linh hoạt này vẫn tồn tại một số hạn chế. Cụ thể, điện áp đầu ra chỉ đạt 0.9V, chưa đủ để cung cấp năng lượng cho các thiết bị cần công suất lớn. Nhóm nghiên cứu đang tìm cách cải thiện điều này bằng cách bổ sung thêm các thành phần như kẽm (Zn) hoặc mangan (Mn) – hai nguyên tố không độc, phổ biến, có thể hoạt động trong môi trường nước và giúp tăng điện áp đầu ra.

Ứng dụng rộng mở trong tương lai

Việc phát triển thành công loại pin có thể uốn dẻo, kéo giãn và in 3D theo hình dáng tùy chỉnh là tiền đề quan trọng để hiện thực hóa các thiết bị điện tử thế hệ mới: từ điện thoại gập mềm, đồng hồ cuộn cổ tay, đến quần áo thông minh, robot mềm, và cả thiết bị y tế đeo người như cảm biến tim mạch, theo dõi nhịp thở.