Một nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Linköping (Thụy Điển) mới đây đã phát triển thành công một loại pin mềm dẻo như kem đánh răng nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất hoạt động cao. Công trình được đăng tải trên tạp chí Science Advances (Mỹ) đã mở ra một tương lai ứng dụng rộng rãi trong y học và công nghệ thiết bị đeo.

Đây là loại pin đầu tiên trên thế giới có khả năng lưu trữ năng lượng tốt trong khi vẫn chịu được các tác động cơ học mạnh như uốn cong, kéo giãn, thậm chí có thể in được bằng công nghệ in 3D. Với kết cấu tương tự kem đánh răng, pin có thể được in thành bất kỳ hình dạng nào theo nhu cầu thiết kế.

“Loại pin này có tiềm năng lớn trong việc phát triển các thiết bị cá nhân hóa, gắn trực tiếp lên cơ thể người”, nhà nghiên cứu Aiman Rahmanudin chia sẻ.

Ứng dụng được nhắm đến trước mắt là các thiết bị y tế đeo hoặc cấy ghép như máy trợ thính, máy tạo nhịp tim, cảm biến đo đường huyết và bơm insulin. Đây là những thiết bị yêu cầu nguồn điện nhỏ gọn, linh hoạt và an toàn với cơ thể con người.

Khác với loại pin truyền thống vốn cứng và cồng kềnh, mẫu pin mềm mới có khả năng co giãn đến 200% so với kích thước ban đầu mà vẫn duy trì hoạt động bình thường. Đặc biệt, pin có thể sạc và xả trên 500 chu kỳ, giúp nâng cao độ bền khi sử dụng thực tế.

Về cấu tạo, pin sử dụng vật liệu hữu cơ lignin, một phụ phẩm trong ngành công nghiệp giấy, kết hợp với điện cực làm từ nano graphite và dây nano bạc, giúp tăng hiệu quả dẫn điện mà vẫn giữ được độ dẻo cần thiết.

Không chỉ giới hạn trong y học, phát minh này còn được kỳ vọng sẽ tạo cú hích cho sự phát triển của robot mềm, loại robot có thể mô phỏng chuyển động tự nhiên của sinh vật, cũng như lĩnh vực thời trang công nghệ với quần áo thông minh tích hợp vi mạch điện tử mềm, nhẹ.

Hiện tại, loại pin này tạo ra điện áp khoảng 0,9 volt, vẫn thấp hơn mức tiêu chuẩn 1,5 volt cần thiết cho nhiều thiết bị điện tử phổ thông. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục cải tiến để nâng cao điện áp và dung lượng lưu trữ.

Đánh giá về tiềm năng ứng dụng, chuyên gia kỹ thuật vật liệu Pragathi Darapaneni nhận định: “Đây là bước ngoặt quan trọng trong thiết kế thiết bị điện tử. Với loại pin mới này, thiết bị sẽ không còn bị giới hạn bởi hình khối cứng nhắc nữa. Nó có thể thiết kế theo bất kỳ hình dạng nào phù hợp với người dùng, một điều rất cần thiết trong công nghệ y sinh và chăm sóc sức khỏe".

Dù vậy, các nhà khoa học cũng lưu ý rằng loại pin này cần trải qua quá trình đánh giá nghiêm ngặt về tính an toàn sinh học, mức độ độc hại và khả năng tương thích với da người trước khi được đưa vào ứng dụng thương mại rộng rãi.