به
تازگی با استفاده از مواد نسبتا ساده شامل سلولوز گیاهی و نوعی پلمیر و
آب، کاغذی ساخته شده است که توانایی ذخیرهی بار الکتریکی را دارد. این
کاغذ در صورت تولیدِ صنعتی میتواند تحول بزرگی را در زمینهی ساخت
باتریها و خازنها و قطعات الکترونیکی دیگر به وجود آورد.
این
ماده که با نام کاغذِ توان (power paper) شناخته میشود در ظاهر همانند یک
ورقهی پلاستیکی نازک به نظر میرسد و پژوهشگران برای تفریح و درعین حال
برای نشان دادن مقاومت آن، یک ساختار اوریگامی به شکل قو ساختهاند.
شالودهی ساختاری این ماده نانوسلولوزی است که به صورت فیبرهای سلولوز بوده
و با استفاده از فشار بسیار زیاد آب این مواد به فیبرهای نازکی به ضخامت
۲۰ نانومتر میشوند. با حل کردن فیبرهای سلولوز در آب و در ادامه با افزودن
پلیمرهای بارداری با نام (PEDOT : PSS) به محلول، در نهایت شاهد شکلگیری
پوششی از پلیمرها روی فیبرها خواهیم بود.
در مادهای که پس از این فرایند به دست میاید، فیبرها درون لایههای پلیمری بوده و مایع بین آنها همانند الکترودها عمل میکند.
مادهی
سلولزیپلیمری تازه ساخته شده توانسته است در میزان انتقال همزمان یونها و
الکترونها یک رکورد جهانی جدید را به ثبت برساند که این امر در واقع
توانایی شگفتانگیز این ماده را برای ذخیره انرژی نشان میدهد. از سویی این
ماده زمینه را برای فراهماوری و گسترش ظرفیت های ذخیرهی بیشتر فراهم
ساخته است. بر خلاف باتریها و خازنهایی که امروزه موجود هستند، این کاغذِ
توان، از مواد سادهای ساخته شده است؛ سلولوز تجدیدپذیر و پلیمرهایی که به
سادگی در دسترساند. همچنین این کاغذ سبک است و دارای مواد شیمیایی خطرناک
یا فلزات سنگین نیست و در کنار همهی اینها ضدآب هم هست.
کاغذ
توان همانند خمیر کاغذسازی معمولی به نظر میرسد که در فرایند کاغذسازی
این خمیر خشک میشود. چالش اصلی پژوهشگران، پیدا کردن یک فرایند ساخت در
مقیاس صنعتی برای این کاغذ است.
چهار مورد از رکوردهای ثبت شده توسط این کاغذ در زیر آورده شدهاند:
۱. بالاترین مقدار شارژ و ذخیره در الکترونیک آلی به مقادیر به ترتیب یک کلمب و ۲ فاراد.
۲. بالاترین مقدار جریان الکتریکی اندازهگیری شده در میان رساناهای آلی به اندازهی یک آمپر.
۳. بالاترین ظرفیت برای انتقال همزمان یونها و الکترونها.
۴. بالاترین مقدار ترارسانایی (رسانایی سراسری) در یک ترانزیستور به اندازهی یک سیمنز.