Кремний анодтары аккумулятор өнеркәсібінде үлкен назар аударды.литий-ионды батареяларГрафит анодтарын пайдалану арқылы олар 3-5 есе үлкен сыйымдылықты қамтамасыз ете алады. Үлкен сыйымдылық батареяның әр зарядтаудан кейін ұзағырақ қызмет ететінін білдіреді, бұл электр көліктерінің жүру қашықтығын айтарлықтай ұзартуы мүмкін. Кремний мол және арзан болғанымен, Si анодтарының зарядтау-разрядтау циклдері шектеулі. Әрбір зарядтау-разрядтау циклі кезінде олардың көлемі айтарлықтай кеңейеді, тіпті сыйымдылығы да төмендейді, бұл электрод бөлшектерінің сынуына немесе электрод қабықшасының қабыршақтануына әкеледі.

Профессор Чан Вук Чой мен профессор Али Коскун бастаған KAIST тобы 20 шілдеде кремний анодтары бар үлкен сыйымдылықты литий-ионды батареяларға арналған молекулалық шкив желімін жариялады.

KAIST тобы молекулалық шкивтерді (полиротаксандар деп аталады) аккумулятор электродтарын байланыстырғыштарға біріктірді, соның ішінде электродтарды металл негіздерге бекіту үшін аккумулятор электродтарына полимерлер қосты. Полиротандағы сақиналар полимер қаңқасына бұралған және қаңқа бойымен еркін қозғала алады.

Полиротандағы сақиналар кремний бөлшектерінің көлемінің өзгеруімен еркін қозғала алады. Сақиналардың сырғанауынан кремний бөлшектерінің пішіні тиімді түрде сақталады, сондықтан олар үздіксіз көлемнің өзгеру процесінде ыдырамайды. Полиротан желімдерінің жоғары серпімділігіне байланысты ұсақталған кремний бөлшектерінің де бірігуі мүмкін екенін атап өткен жөн. Жаңа желімдердің қызметі қолданыстағы желімдердің (әдетте қарапайым сызықтық полимерлер) қызметінен күрт ерекшеленеді. Қолданыстағы желімдердің серпімділігі шектеулі, сондықтан бөлшектердің пішінін берік сақтай алмайды. Алдыңғы желімдер ұсақталған бөлшектерді шашыратып, кремний электродтарының сыйымдылығын азайтуы немесе тіпті жоғалтуы мүмкін.

Автор мұның іргелі зерттеулердің маңыздылығының тамаша көрінісі деп санайды. Полиротаксан өткен жылы «механикалық байланыстар» тұжырымдамасы үшін Нобель сыйлығын жеңіп алды. «Механикалық байланыс» - коваленттік байланыстар, иондық байланыстар, координациялық байланыстар және металл байланыстары сияқты классикалық химиялық байланыстарға қосылуы мүмкін жаңа анықталған ұғым. Ұзақ мерзімді іргелі зерттеулер батарея технологиясының ұзақ мерзімді мәселелерін күтпеген жылдамдықпен біртіндеп шешуде. Авторлар сонымен қатар қазіргі уақытта молекулалық шкивтерін нақты батарея өнімдеріне біріктіру үшін ірі батарея өндірушісімен жұмыс істеп жатқанын атап өтті.

Солтүстік-Батыс университетінің 2006 жылғы Нобель сыйлығының лауреаты, химия саласындағы Нобель сыйлығының иегері сэр Фрейзер Стоддарт былай деп қосты: «Механикалық байланыстар энергия сақтау ортасында алғаш рет қалпына келді. KAIST командасы сырғанақ тәрізді полиротаксандардағы механикалық байланыстырғыштарды шебер қолданды және альфа-циклодекстрин спиральды полиэтиленгликольді функционалдастырды, бұл нарықтағы литий-ионды батареялардың өнімділігінде үлкен серпіліс болды, бұл кезде шкив тәрізді агрегаттар механикалық байланыстырғыштармен біріктіріледі. Қосылыстар дәстүрлі материалдарды тек бір химиялық байланыспен алмастырады, бұл материалдар мен жабдықтардың қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді.