Japon kılıç disiplinlerinde (ken do – 剣道) iyi bir savaşçı için sert tahta kılıçlar (bokuto – 木刀) ile normal kılıçlar arasında bir fark yoktur. Hatta istedikleri kılıçla profesyonel müsabakalara dahi katılabilirler. Bu tahtaların çıkarıldıkları ağaçların yaşı , ıslaklığı, nem oranı, kalınlığı ve cinsine bağlı olarak çok yumuşak cisimler de üretilebilmiştir. Tarih boyunca insanoğlunun hayatın farklı alanlarında kullanarak günlük malzemelerin neredeyse tamamını üretebildiklerini gördükleri ağaçtan yapılma (ahşap) malzemelerin farkına şimdi de pil teknologları vardı.
Çalışmanın ana yazarlarından KTH ve Harvard’da araştırmacı olan Max Hamedi de yürüttüğü araştırmada bunu gözlemledi : ” Ağaçlardan ve selülozdan ilk anda aklımıza gelmeyecek bir çok materyali üretmek mümkün” .. Gerçekten de bu yeni jenerasyon odun-temelli aerojel* maddelerin en gözle görülen faydası, üç-boyutlu yapıların üretilmesinde kullanılabilmesi odlu.
Normal şartlarda bir pil inceliği belli bir noktaya kadar desteklenirken, bu sorun üç boyutta ortadan kalkıyor. Çünkü üç boyutta daha küçük bir alana daha fazla elektronik birim ve ünite sığdırılabilecek.
Elektrotlar için genellikle üç boyutlu ve delikli malzemeler bir engelleyici faktör olarak düşünülmüştür. Ancak mevcut araştırma ile bunun bir problem olmadığı ortaya koyuldu. Hatta bu çeşit malzemelerin esneklik sağladığı ve pil üreticilerini ve tasarımcılarını özgürleştirdiği de açıkça gösterildi.
Ağaç liflerinin kesilerek bir milyon kez daha ince hale getirilmesiyle başlayan üretim süreci, bu nanoselülozların çözülmesi, dondurulması ve kuru dondurulması ile devam ediyor. Böylelikle içerideki nem sıvı hale geçmeden uzaklaştırılmış oluyor. Daha sonraki aşamada maddenin, molekülleri stabilize edilerek içe göçmesi, açılması veya kısaca yaralanmasının önüne geçiliyor.
Bu şekilde üretilen malzeme, güçlü, yumuşak ve hafif öyle ki dokunabilir sıkıştırabilirsiniz ama onu kıramazsınız. Bitmiş haldeki aeorjel’lere elektronik özellikler aktarılabiliyor. Atomik düzeydeki müdahalelerle tüm yüzeyi kaplanabiliyor ve hatta elektriği iletir bir hale getirilebiliyor.
İstediğiniz kadar sıkıştırabildiğiniz bu malzeme, esnek elektronik malzemeler açısından çok yeni değil ne var ki bu miktardaki bir esnekliğe oranla elektronik potansiyeli ve şiddeti bir hayli ezber bozacak yenilikte. Araştırma ekibi ise bu aerojel pillerin elektrikli araba bünyelerinde de kullanılabileceğini öngörüyor.
Araştırma KTH Royal Teknoloji Enstitüsü’nde gerçekleşirken, araştırmaya aerojel’ler üzerine çalışan Lars Wågberg katılarak yumuşak elektroniklerin keşfinin temelini oluşturdu, yine Dünya’nın ileri gelen pil ve batarya teknolojileri araştırmacısı Stanford Üniversitesi’nden Yi Cui ve ayrıca Royal Teknoloji Enstitüsü Fiber ve Polimer Teknolojileri Bölümü araştırmacılarından Erdem Karabulut da araştırmaya katıldı.
* Aerojel : Katı maddelerin içerisindeki sıvı olan maddesel kısmın gaz ile değiştirildiği hafif maddelerdir.
Referans : Gustav Nyström, Andrew Marais, Erdem Karabulut, Lars Wågberg, Yi Cui & Mahiar M. Hamedi. Self-Assembled Three-Dimensional And Compressible Interdigitated Thin Film Supercapacitors And Batteries. Nature Communications, May 29, 2015 DOI: 10.1038/ncomms8259
