Silikon anotlar pil endüstrisinde büyük ilgi gördü.İle karşılaştırıldığındalityum iyon pillerGrafit anotlar kullanılarak 3-5 kat daha fazla kapasite sağlanabilir.Daha büyük kapasite, pilin her şarjdan sonra daha uzun süre dayanacağı anlamına gelir ve bu da elektrikli araçların sürüş mesafesini önemli ölçüde uzatabilir.Silikon bol ve ucuz olmasına rağmen Si anotların şarj-deşarj döngüleri sınırlıdır.Her şarj-deşarj döngüsü sırasında hacimleri büyük ölçüde artacak ve hatta kapasitansları düşecek, bu da elektrot parçacıklarının kırılmasına veya elektrot filminin tabakalarına ayrılmasına yol açacaktır.

Profesör Jang Wook Choi ve Profesör Ali Coşkun liderliğindeki KAIST ekibi, 20 Temmuz'da silikon anotlu büyük kapasiteli lityum iyon piller için moleküler makara yapıştırıcısını bildirdi.

KAIST ekibi, elektrotları metal alt tabakalara bağlamak için akü elektrotlarına polimerlerin eklenmesi de dahil olmak üzere, akü elektrot bağlayıcılarına moleküler makaraları (polirotaksan adı verilen) entegre etti.Polirotandan yapılmış halkalar polimer iskelete vidalanmıştır ve iskelet boyunca serbestçe hareket edebilir.

Polirotandaki halkalar, silikon parçacıklarının hacim değişimiyle serbestçe hareket edebilir.Halkaların kayması, silikon parçacıklarının şeklini etkili bir şekilde koruyabilir, böylece sürekli hacim değişim sürecinde parçalanmazlar.Polirotan yapıştırıcıların yüksek elastikiyeti nedeniyle ezilmiş silikon parçacıklarının bile bir arada kalabilmesi dikkat çekicidir.Yeni yapıştırıcıların işlevi, mevcut yapıştırıcılarla (genellikle basit doğrusal polimerler) keskin bir tezat oluşturuyor.Mevcut yapıştırıcılar sınırlı esnekliğe sahiptir ve bu nedenle parçacık şeklini sıkı bir şekilde koruyamazlar.Önceki yapıştırıcılar ezilmiş parçacıkları dağıtabilir ve silikon elektrotların kapasitesini azaltabilir, hatta kaybedebilir.

Yazar bunun temel araştırmanın öneminin mükemmel bir göstergesi olduğuna inanıyor.Polyrotaxane geçen yıl “mekanik bağlar” kavramı nedeniyle Nobel Ödülü'nü kazandı.“Mekanik bağ”, kovalent bağlar, iyonik bağlar, koordinasyon bağları ve metal bağları gibi klasik kimyasal bağlara eklenebilecek yeni tanımlanmış bir kavramdır.Uzun vadeli temel araştırmalar, pil teknolojisinin uzun süredir devam eden zorluklarını beklenmedik bir hızla yavaş yavaş ele alıyor.Yazarlar ayrıca moleküler makaralarını gerçek pil ürünlerine entegre etmek için şu anda büyük bir pil üreticisiyle çalıştıklarını da belirtti.

Northwestern Üniversitesi'nde 2006 Noble Laureate Kimya Ödülü sahibi Sir Fraser Stoddart şunları ekledi: "Enerji depolama ortamında mekanik bağlar ilk kez düzeldi.KAIST ekibi, kayar halkalı polirotaksanlardaki mekanik bağlayıcıları ve işlevselleştirilmiş alfa-siklodekstrin spiral polietilen glikolü ustaca kullandı ve mekanik bağlayıcılarla kasnak şeklinde agregatlar kullanıldığında piyasadaki lityum iyon pillerin performansında bir çığır açtı.Bileşikler, geleneksel malzemelerin yerini yalnızca tek bir kimyasal bağla alır; bu da malzeme ve ekipmanın özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olacaktır.