لقد جذبت أنودات السيليكون اهتمامًا كبيرًا في صناعة البطاريات.مقارنة معبطاريات الليثيوم أيونباستخدام أنودات الجرافيت، يمكنها توفير سعة أكبر بمقدار 3-5 مرات.وتعني السعة الأكبر أن البطارية ستستمر لفترة أطول بعد كل شحنة، وهو ما يمكن أن يطيل مسافة قيادة السيارات الكهربائية بشكل كبير.على الرغم من وفرة السيليكون ورخيصته، إلا أن دورات تفريغ الشحنة في أنودات Si محدودة.خلال كل دورة تفريغ شحنة، سيتم توسيع حجمها بشكل كبير، وحتى سعتها ستنخفض، الأمر الذي سيؤدي إلى كسر جزيئات القطب أو انفصال فيلم القطب.

أعلن فريق KAIST، بقيادة البروفيسور جانغ ووك تشوي والبروفيسور علي كوسكون، في 20 يوليو عن مادة لاصقة جزيئية لبطاريات أيونات الليثيوم ذات السعة الكبيرة مع أنودات السيليكون.

قام فريق KAIST بدمج البكرات الجزيئية (تسمى polyrotaxanes) في روابط أقطاب البطارية، بما في ذلك إضافة البوليمرات إلى أقطاب البطارية لربط الأقطاب الكهربائية بالركائز المعدنية.يتم تثبيت الحلقات المصنوعة من البوليروتان في الهيكل العظمي البوليمر ويمكن أن تتحرك بحرية على طول الهيكل العظمي.

يمكن للحلقات الموجودة في البوليروتان أن تتحرك بحرية مع تغير حجم جزيئات السيليكون.انزلاق الحلقات يمكن أن يحافظ بشكل فعال على شكل جزيئات السيليكون، بحيث لا تتفكك في عملية تغيير الحجم المستمر.من الجدير بالذكر أنه حتى جزيئات السيليكون المسحوقة يمكن أن تظل متماسكة بسبب المرونة العالية للمواد اللاصقة البوليروتانية.تتناقض وظيفة المواد اللاصقة الجديدة بشكل حاد مع وظيفة المواد اللاصقة الموجودة (عادةً بوليمرات خطية بسيطة).تتميز المواد اللاصقة الموجودة بمرونة محدودة وبالتالي لا يمكنها الحفاظ على شكل الجسيمات بشكل ثابت.يمكن للمواد اللاصقة السابقة أن تبعثر الجزيئات المكسرة وتقلل أو حتى تفقد قدرة أقطاب السيليكون.

يعتقد المؤلف أن هذا دليل ممتاز على أهمية البحث الأساسي.فاز البوليروتاكسان بجائزة نوبل العام الماضي عن مفهوم "الروابط الميكانيكية"."الترابط الميكانيكي" هو مفهوم تم تعريفه حديثًا ويمكن إضافته إلى الروابط الكيميائية الكلاسيكية، مثل الروابط التساهمية والروابط الأيونية وروابط التنسيق والروابط المعدنية.تعالج الأبحاث الأساسية طويلة المدى تدريجيًا التحديات طويلة الأمد لتكنولوجيا البطاريات بمعدل غير متوقع.ذكر المؤلفون أيضًا أنهم يعملون حاليًا مع شركة تصنيع بطاريات كبيرة لدمج بكراتهم الجزيئية في منتجات البطاريات الفعلية.

وأضاف السير فريزر ستودارت، الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2006 في جامعة نورث وسترن: "لقد تعافت الروابط الميكانيكية لأول مرة في بيئة تخزين الطاقة.استخدم فريق KAIST بمهارة الروابط الميكانيكية في البوليروتاكسانات ذات الحلقة المنزلقة والبولي إيثيلين غليكول الحلزوني ألفا سيكلوديكسترين، مما يمثل طفرة في أداء بطاريات الليثيوم أيون في السوق، عندما تكون المجاميع على شكل بكرة مع روابط ميكانيكية.تحل المركبات محل المواد التقليدية برابطة كيميائية واحدة فقط، مما سيكون له تأثير كبير على خصائص المواد والمعدات.