تُستخدم بطاريات أيونات الليثيوم في الكثير من الأجهزة الإلكترونية، مثل: الهواتف الذكيّة، والحواسيب المحمولة، والسيارات الكهربائيّة. وعادة ما يُعتمد على مادة الجرافيت في تصنيعها؛ لثباتها، وقدرتها على تكرار دورات تخزين الأيونات.

مؤخرًا، أصبح السيليكون مادةً واعدة للغاية في هذا النوع من البطاريات؛ لقدرته الكبيرة على تخزين الطاقة، مقارنةً بالجرافيت. إلا أنه يواجه تحديين رئيسين، يتمثّلان في تغير الحجم أثناء دورات الشحن، وكذلك التفريغ الذي يُهدد التماسك الميكانيكيّ الكهربيّ بمرور الوقت، مما يؤدي في النهاية إلى ضعف التوصيل.

في دراسة جديدة منشورة في دورية Materialstoday Chemistry، اقترح الباحثون حلًا لهذه المشكلة، يتمثّل في استخدام مواد رابطة، ذاتيّة الإصلاح، تستوعب تغيرات الحجم. اهتمت هذه الدراسة بنوعين من هذه المواد: بولي-أنيلين مضاف إليه حمض البورونيك B-OH_PANI ومادة بولي-فينيل الكحول PVA. 

ولفهم كيفية عمل هذه المواد، استخدم الباحثون طُرقًا حسابيّة متقدمة لنمذجة الخواص الميكانيكيّة والإلكترونيّة للأسطح البينيّة بين هذه المواد والسيليكون. كما أشاروا إلى أن الجمع بين المادتين أكثر فعالية من استخدام كل مادة على حدة، خاصة على المدى الطويل من دورات الشحن والتفريغ.

 يشير تحليل التكوينات التي تتضمن مونومر واحد أو اثنين من مونومرات بولي فينيل الكحول إلى وجود خصائص التصاق جيدة، مع طاقة امتزاز أكبر لسطح 111، مقارنةً بسطح 110 من السيليكون؛ بينما أظهر استخدام البولي-انيلين خصائص التصاق قوية. كما أظهرت نتائج استخدامهما معًا وجود تفاعل قوي بين جزيئاتهما؛ مما يزيد من قوة الالتصاق على سطحي السيليكون. ويدل هذا على أن آلياتٍ متعددةً تؤدي أدوارًا مختلفة في الواجهة البينية بين السيليكون والمواد الرابطة.