Amélioration des électrolytes solides grâce aux structures hélicoïdales peptidiques révolutionnaires

ParisDes chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont découvert de nouvelles méthodes pour améliorer les électrolytes solides en utilisant des structures peptidiques en forme de hélice. Les électrolytes solides sont cruciaux car ils sont plus sûrs que les électrolytes liquides habituellement employés dans les batteries. Ces nouvelles structures hélicoïdales augmentent considérablement la conductivité et la stabilité des électrolytes, établissant ainsi une nouvelle norme pour les matériaux avancés.

L'étude a révélé de nombreux avantages associés à l'utilisation de structures peptidiques hélicoïdales.

• Conductivité améliorée comparée aux homologues en structure aléatoire
• Stabilité accrue à haute température et haute tension
• Constante diélectrique optimisée
• Possibilité de recyclage en révertissant aux unités monomères

Les polymères traditionnels présentent généralement des structures aléatoires. En les concevant avec une forme hélicoïdale, leurs propriétés s'améliorent. La structure en hélice imite celle des peptides biologiques et aide au stockage de l'énergie. Cette configuration crée un moment macrodipoled fort en alignant les petits moments dipolaires le long de l'hélice. Cela améliore le transport de charge du matériau et augmente sa constante diélectrique, le rendant plus efficace pour stocker l'énergie électrique.

Des peptides hélicoïdaux plus longs présentent une meilleure conductivité, ce qui rend la longueur cruciale pour les futures conceptions. Le professeur Chris Evans, le chercheur principal, a souligné que ces polymères sont très robustes. Ils maintiennent leur structure même sous de fortes contraintes, contrairement aux polymères traditionnels qui risquent de se dégrader.

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Les polymères peptidiques hélicoïdaux non seulement améliorent les performances, mais sont également plus respectueux de l'environnement. À la fin de la durée de vie de la batterie, des enzymes ou de l'acide peuvent décomposer le matériau peptidique en ses unités de base. Ce processus permet la récupération et la réutilisation des matériaux, réduisant ainsi considérablement les déchets et l'impact environnemental.

Des recherches indiquent que les structures peptidiques hélicoïdales pourraient jouer un rôle crucial dans les futures batteries à l'état solide. Ces structures améliorent la conductivité électrique et la stabilité des batteries, tout en étant plus écologiques. Cela pourrait résoudre de nombreux problèmes rencontrés avec la technologie actuelle des batteries.

Cette recherche cruciale, publiée dans Nature Materials, a été financée par la Fondation nationale pour la science des États-Unis et le Département de l'énergie. Une équipe diversifiée de l'Université de l'Illinois a collaboré, impliquant plusieurs départements et instituts, soulignant ainsi l'importance de la coopération interdisciplinaire.