مطالعه دندانهای نوعی حلزون دریایی برای ساخت باتری و پیل خورشیدی
یک تیم تحقیقاتی به بررسی چگونگی رشد دندان نوعی حلزون دریایی پرداختند. یافتههای این تیم تحقیقاتی میتواند برای ساخت دریلهای نفتی، پیلهای خورشیدی کارا و باتریهای یون لیتیم مورد استفاده قرار گیرد.
محققان دانشگاه کالیفرنیا موفق شدهاند با استفاده از یک نوع حلزون دریایی مواد نانومقیاسی تولید کنند. این مواد با هزینه بسیار کم تولید شده و میتواند موجب بهبود باتریهای یون لیتیم شود. در مقالهای که دیوید کیسیالوس و همکارانش در نشریه Advanced Functional Materials به چاپ رساندند نشان دادند که دندانهای چیتون چگونه رشد میکند. این مقاله روی گامبوت چیتون متمرکز است، این حیوان بزرگترین نوع چیتون است که طول آن میتواند به یک فوت (12 اینچ) برسد. این جاندار در کنار سواحل اقیانوس آرام از کالیفرنیا مرکزی تا آلاسکا یافت میشود. این حیوان دارای پوست بیرونی از جنس چرم بوده که معمولا به رنگ قهوهای مایل به سرخ و گاهی نارنجی است. چیتونها با خوردن جلبکها رشد میکنند آنها این کار را با بخش دندانهای شکل بهنام رادولا انجام میدهند که در دهان این حیوان بهصورت نواری شکل وجود دارد. این دندانهها بهصورت موازی به تعداد 70 تا 80 عدد روی این نوار قرار گرفته است. در طول فرآیند خوردن، چند دندان اول برای آسیاب کردن جلبکها استفاده میشود این دندانهای خیلی زود خسته میشوند و بنابراین یک سری دندان جدید جای آنها را میگیرد.
در مقالهای که این گروه تحت عنوان Phase transformations and structural developments in the radular teeth of Cryptochiton stelleri به چاپ رساندند نشان دادند که چگونه این دندانها مغناطیسی و سخت میشوند. این گروه با الهام از این دندانها به طراحی مادهای معدنی جهت استفاده در باتریهای یون لیتیم و پیلهای خورشیدی پرداختند.
با کنترل ابعاد، جهتگیری و شکل نانومواد مورد استفاده در این ساختارها، میتوان باتریها یا پیلهایی کاراتر تولید کرد. به بیانی دیگر پیلهای خورشیدی درصد بیشتری از نور خورشید را جذب کرده و به الکتریسیته تبدیل میکنند و باتریهای یون لیتیم در زمان بسیار کمتری شارژ میشوند.
استفاده از مدل رشد دندان چیتون یک مزیت دیگر نیز دارد، نانوبلورها میتوانند در دماهای پایینتر رشد کنند این بدان معناست که هزینه تولید به شدت کاهش مییابد. هر چند محققان این پروژه روی باتریهای یون لیتیم و پیلهای خورشیدی متمرکز شدهاند اما از این روش میتوان برای تولید مواد مختلف جهت استفاده در خودروها و هواپیماها استفاده کرد. همچین درک چگونگی رشد دندانهای این حیوان میتواند برای طراحی دریلهای نفتی مفید باشد.