Siliciumanoder har tiltrukket sig stor opmærksomhed i batteriindustrien. Sammenlignet medlithium-ion-batterierVed at bruge grafitanoder kan de give 3-5 gange større kapacitet. Den større kapacitet betyder, at batteriet holder længere efter hver opladning, hvilket kan forlænge køreafstanden for elbiler betydeligt. Selvom silicium er rigeligt og billigt, er opladnings- og afladningscyklusserne for Si-anoder begrænsede. Under hver opladnings- og afladningscyklus vil deres volumen blive kraftigt udvidet, og endda deres kapacitans vil falde, hvilket vil føre til brud på elektrodepartiklerne eller delaminering af elektrodefilmen.

KAIST-teamet, ledet af professor Jang Wook Choi og professor Ali Coskun, rapporterede den 20. juli et molekylært remskive-klæbemiddel til lithium-ion-batterier med stor kapacitet med siliciumanoder.

KAIST-teamet integrerede molekylære trisser (kaldet polyrotaxaner) i batterielektrodebindemidler, herunder at tilsætte polymerer til batterielektroderne for at fastgøre elektroderne til metalsubstrater. Ringene i polyrotan er skruet ind i polymerskelettet og kan bevæge sig frit langs skelettet.

Ringene i polyrotan kan bevæge sig frit med volumenændringen af ​​siliciumpartikler. Ringenes slip kan effektivt bevare formen på siliciumpartiklerne, så de ikke går i opløsning i den kontinuerlige volumenændringsproces. Det er bemærkelsesværdigt, at selv knuste siliciumpartikler kan forblive koalescerende på grund af polyrotan-klæbemidlernes høje elasticitet. Funktionen af ​​de nye klæbemidler står i skarp kontrast til de eksisterende klæbemidlers (normalt simple lineære polymerer). De eksisterende klæbemidler har begrænset elasticitet og kan derfor ikke opretholde partikelformen ordentligt. Tidligere klæbemidler kan sprede knuste partikler og reducere eller endda miste siliciumelektrodernes kapacitet.

Forfatteren mener, at dette er en fremragende demonstration af vigtigheden af ​​grundforskning. Polyrotaxan vandt Nobelprisen sidste år for konceptet "mekaniske bindinger". "Mekanisk binding" er et nyligt defineret koncept, der kan tilføjes til klassiske kemiske bindinger, såsom kovalente bindinger, ionbindinger, koordinationsbindinger og metalbindinger. Langsigtet grundforskning adresserer gradvist de langvarige udfordringer ved batteriteknologi i et uventet tempo. Forfatterne nævnte også, at de i øjeblikket arbejder sammen med en stor batteriproducent for at integrere deres molekylære remskiver i faktiske batteriprodukter.

Sir Fraser Stoddart, vinder af Nobelprisen i kemi i 2006 ved Northwestern University, tilføjede: "Mekaniske bindinger er for første gang blevet genoprettet i et energilagringsmiljø. KAIST-teamet anvendte dygtigt mekaniske bindemidler i slip-ring polyrotaxaner og funktionaliseret alfa-cyclodextrin spiral polyethylenglycol, hvilket markerede et gennembrud i ydeevnen af ​​lithium-ion-batterier på markedet, når remskiveformede aggregater med mekaniske bindemidler erstatter konventionelle materialer med kun én kemisk binding, hvilket vil have en betydelig indflydelse på materialers og udstyrs egenskaber."