ଅଗଷ୍ଟ 21 ତାରିଖରେ, ଚୀନ୍ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟ (USTC) ର ପ୍ରଫେସର ଏମଏ ଚେଙ୍ଗ ଏବଂ ତାଙ୍କ ସହଯୋଗୀମାନେ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର କଠିନ-ଅବସ୍ଥା ଲି ବ୍ୟାଟେରୀର ବିକାଶକୁ ସୀମିତ କରୁଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସମ୍ପର୍କ ସମସ୍ୟାର ସମାଧାନ ପାଇଁ ଏକ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ରଣନୀତି ପ୍ରସ୍ତାବ ଦେଇଥିଲେ। ଏହି ଭାବରେ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା କଠିନ-କଠିନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଅସାଧାରଣ କ୍ଷମତା ଏବଂ ହାର ପ୍ରଦର୍ଶନ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଥିଲା।
ପାରମ୍ପରିକ ଲି-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀରେ ଜୈବିକ ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍କୁ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସହିତ ବଦଳାଇଲେ ସୁରକ୍ଷା ସମସ୍ୟାଗୁଡ଼ିକ ବହୁତ କମ ହୋଇପାରେ ଏବଂ ଶକ୍ତି ଘନତା ଉନ୍ନତି ପାଇଁ "ଗ୍ଲାସ୍ ସିଲିଂ" ଭାଙ୍ଗିପାରେ। ତଥାପି, ମୁଖ୍ୟଧାରାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟ କଠିନ। ଯେହେତୁ ଦୁଇଟି କଠିନ ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ କଠିନ ଏବଂ ତରଳ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ ପରି ଘନିଷ୍ଠ ହେବା ପ୍ରାୟ ଅସମ୍ଭବ, ବର୍ତ୍ତମାନ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଉପରେ ଆଧାରିତ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ଖରାପ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସମ୍ପର୍କ ଏବଂ ଅସନ୍ତୁଷ୍ଟ ପୂର୍ଣ୍ଣ-କୋଷ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରନ୍ତି।
"ସଲିଡ୍-ଷ୍ଟେଟ୍ ବ୍ୟାଟେରୀର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସମ୍ପର୍କ ସମସ୍ୟା କାଠ ବ୍ୟାରେଲର ସବୁଠାରୁ ଛୋଟ ଷ୍ଟେଭ୍ ପରି," ଅଧ୍ୟୟନର ମୁଖ୍ୟ ଲେଖକ USTCର ପ୍ରଫେସର ଏମଏ ଚେଙ୍ଗ କହିଛନ୍ତି। "ପ୍ରକୃତରେ, ଏହି ବର୍ଷଗୁଡ଼ିକରେ ଗବେଷକମାନେ ପୂର୍ବରୁ ଅନେକ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଏବଂ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବିକଶିତ କରିସାରିଛନ୍ତି, କିନ୍ତୁ ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ଦୁର୍ବଳ ସମ୍ପର୍କ ଏବେ ବି ଲି-ଆୟନ୍ ପରିବହନର ଦକ୍ଷତାକୁ ସୀମିତ କରୁଛି।"
ସୌଭାଗ୍ୟବଶତଃ, MA ର ରଣନୀତି ଏହି ଭୟଙ୍କର ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜକୁ ଦୂର କରିପାରେ। ଏକ ପ୍ରୋଟୋଟାଇପ୍, ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍-ସଂରଚିତ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ରେ ଏକ ଅଶୁଦ୍ଧତା ପର୍ଯ୍ୟାୟର ପରମାଣୁ-ପରମାଣୁ ପରୀକ୍ଷା ସହିତ ଅଧ୍ୟୟନ ଆରମ୍ଭ ହୋଇଥିଲା। ଯଦିଓ ସ୍ଫଟିକ ଗଠନ ଅଶୁଦ୍ଧତା ଏବଂ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ବହୁତ ଭିନ୍ନ ଥିଲା, ସେମାନେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ଗଠନ କରୁଥିବା ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା। ବିସ୍ତୃତ ସଂରଚନାତ୍ମକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ବିଶ୍ଳେଷଣର ଏକ ଶୃଙ୍ଖଳା ପରେ, ଗବେଷକମାନେ ଆବିଷ୍କାର କଲେ ଯେ ଅଶୁଦ୍ଧତା ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଉଚ୍ଚ-କ୍ଷମତା Li-ସମୃଦ୍ଧ ସ୍ତରଯୁକ୍ତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସହିତ ସମସଂରଚନାମୂଳକ। ଅର୍ଥାତ୍, ଏକ ପ୍ରୋଟୋଟାଇପ୍ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏକ ଉଚ୍ଚ-କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ର ପରମାଣୁ ଢାଞ୍ଚା ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ "ଟେମ୍ପଲେଟ୍" ଉପରେ ସ୍ଫଟିକୀକରଣ କରିପାରିବ, ଯାହା ଫଳରେ ପରମାଣୁ ଭାବରେ ଘନିଷ୍ଠ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ।
"ଏହା ପ୍ରକୃତରେ ଏକ ଆଶ୍ଚର୍ଯ୍ୟଜନକ," ପ୍ରଥମ ଲେଖକ LI Fuzhen କହିଛନ୍ତି, ଯିଏ ବର୍ତ୍ତମାନ USTCର ସ୍ନାତକ ଛାତ୍ର। "ଉପାଦାନରେ ଅଶୁଦ୍ଧତାର ଉପସ୍ଥିତି ପ୍ରକୃତରେ ଏକ ସାଧାରଣ ଘଟଣା, ଏତେ ସାଧାରଣ ଯେ ଅଧିକାଂଶ ସମୟରେ ସେଗୁଡ଼ିକୁ ଅଣଦେଖା କରାଯିବ। ତଥାପି, ସେଗୁଡ଼ିକୁ ନିକଟରୁ ଦେଖିବା ପରେ, ଆମେ ଏହି ଅପ୍ରତ୍ୟାଶିତ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଆଚରଣ ଆବିଷ୍କାର କଲି, ଏବଂ ଏହା କଠିନ-କଠିନ ସମ୍ପର୍କକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ଆମର ରଣନୀତିକୁ ସିଧାସଳଖ ପ୍ରେରଣା ଦେଇଥିଲା।"
ସାଧାରଣତଃ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଉଥିବା ଥଣ୍ଡା-ଚାପ ପଦ୍ଧତି ତୁଳନାରେ, ଗବେଷକମାନଙ୍କ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରସ୍ତାବିତ ରଣନୀତି ଆଣବିକ-ସଂଶୋଧନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି ପ୍ରତିଛବିରେ ପ୍ରତିଫଳିତ ହେବା ପରି, ପରମାଣୁ ସ୍କେଲରେ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ, ସୁଗମ ସମ୍ପର୍କ ହାସଲ କରିପାରିବ। (MA ର ଦଳ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରଦାନ କରାଯାଇଛି)।
ପରିଲକ୍ଷିତ ଘଟଣାର ସୁଯୋଗ ନେଇ, ଗବେଷକମାନେ ଏକ ଲି-ସମାପ୍ତ ସ୍ତରୀୟ ଯୌଗିକର ପୃଷ୍ଠରେ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍-ସଂରଚିତ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସହିତ ସମାନ ସଂରଚନା ସହିତ ଆକାରହୀନ ପାଉଡରକୁ ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟମୂଳକ ଭାବରେ ସ୍ଫଟିକୀକରଣ କଲେ ଏବଂ ଏକ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ରେ ଏହି ଦୁଇଟି କଠିନ ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ, ନିର୍ବିଘ୍ନ ସମ୍ପର୍କ ହାସଲ କଲେ। ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସମ୍ପର୍କ ସମସ୍ୟାର ସମାଧାନ ସହିତ, ଏପରି ଏକ କଠିନ-କଠିନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଏକ କଠିନ-ତରଳ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସହିତ ତୁଳନୀୟ ହାର କ୍ଷମତା ପ୍ରଦାନ କଲେ। ଅଧିକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କଥା ହେଉଛି, ଗବେଷକମାନେ ଏହା ମଧ୍ୟ ପାଇଲେ ଯେ ଏହି ପ୍ରକାରର ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ କଠିନ-କଠିନ ସମ୍ପର୍କ ବଡ଼ ଜାଲିସ୍ ମେଳକୁ ସହ୍ୟ କରିପାରେ, ଏବଂ ତେଣୁ ସେମାନେ ପ୍ରସ୍ତାବିତ ରଣନୀତି ଅନେକ ଅନ୍ୟ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ସ୍ତରୀୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ ହୋଇପାରେ।
"ଏହି କାର୍ଯ୍ୟ ଏପରି ଏକ ଦିଗକୁ ସୂଚାଇଛି ଯାହା ଅନୁସରଣ କରିବା ଯୋଗ୍ୟ," MA କହିଛନ୍ତି। "ଏଠାରେ ଉଠାଯାଇଥିବା ନୀତିକୁ ଅନ୍ୟ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସାମଗ୍ରୀରେ ପ୍ରୟୋଗ କରିବା ଦ୍ୱାରା ଆହୁରି ଭଲ କୋଷ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ଅଧିକ ଆକର୍ଷଣୀୟ ବିଜ୍ଞାନ ହୋଇପାରିବ। ଆମେ ଏହା ପାଇଁ ଅପେକ୍ଷା କରିଛୁ।"
ଗବେଷକମାନେ ଏହି ଦିଗରେ ସେମାନଙ୍କର ଅନୁସନ୍ଧାନ ଜାରି ରଖିବାକୁ ଏବଂ ପ୍ରସ୍ତାବିତ ରଣନୀତିକୁ ଅନ୍ୟ ଉଚ୍ଚ-କ୍ଷମତା, ଉଚ୍ଚ-ସମ୍ଭାବ୍ୟ କ୍ୟାଥୋଡଗୁଡ଼ିକରେ ପ୍ରୟୋଗ କରିବାକୁ ଇଚ୍ଛୁକ।
ଏହି ଅଧ୍ୟୟନଟି ସେଲ୍ ପ୍ରେସର ଏକ ପ୍ରମୁଖ ପତ୍ରିକା ମ୍ୟାଟରରେ ପ୍ରକାଶିତ ହୋଇଥିଲା, ଯାହାର ଶୀର୍ଷକ ଥିଲା "ଆଣବିକ ଘନିଷ୍ଠ ସମ୍ପର୍କ ବିଟୁଇନ୍ ସଲିଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ସ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ସ ଫର ଲି ବ୍ୟାଟେରୀ"। ପ୍ରଥମ ଲେଖକ ହେଉଛନ୍ତି USTCର ସ୍ନାତକ ଛାତ୍ର LI ଫୁଜେନ୍। ପ୍ରଫେସର ଏମଏ ଚେଙ୍ଗଙ୍କ ସହଯୋଗୀଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ସିଂଘୁଆ ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟର ପ୍ରଫେସର ନାନ୍ ସେ-ୱେନ୍ ଏବଂ ଏମ୍ସ ଲାବୋରେଟୋରୀର ଡକ୍ଟର ଝାଉ ଲିନ୍ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ।
(ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀ ବିଜ୍ଞାନ ବିଦ୍ୟାଳୟ)
ପେପର ଲିଙ୍କ୍: https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30029-3
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜୁନ୍-୦୩-୨୦୧୯