లిథియం బ్యాటరీలు మొబైల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను విప్లవాత్మకంగా మార్చాయి మరియు కొత్త శక్తి పరికరాలలో ఉపయోగించబడతాయి, అయితే జీవితం మరియు శక్తిలో మరింత మెరుగుదలలకు కొత్త సాంకేతికతలు అవసరం. ఒక ఎంపిక లిథియం మెటల్ బ్యాటరీలు, ఇవి ఎక్కువ బ్యాటరీ జీవితాన్ని మరియు వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే ఈ సాంకేతికతతో సమస్యలు ఉన్నాయి. డెండ్రైట్‌లు అని పిలువబడే లిథియం నిక్షేపాలు యానోడ్‌పై పెరుగుతాయి మరియు షార్ట్ సర్క్యూట్‌ను ఏర్పరుస్తాయి, దీని వలన బ్యాటరీ వైఫల్యం, మంటలు లేదా పేలుడు సంభవించవచ్చు.

ప్రస్తుతం, ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ, చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్, యూనివర్సిటీ ఆఫ్ చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ మరియు చైనా హై ప్రెజర్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ రీసెర్చ్ సెంటర్ పరిశోధకులు కార్బన్ అలోట్రోప్‌ల ఆధారంగా మెమ్బ్రేన్ సెపరేటర్‌ను రూపొందించారు. దీనిని గ్రాఫేన్ అని పిలుస్తారు, ఇది డెన్డ్రిటిక్ పెరుగుదలను నిరోధించడానికి లిథియం అయాన్ ఫిల్టర్‌గా పనిచేస్తుంది [Shangetal. మెటీరియల్.10(2018) 191-199].

లిథియం మెటల్ బ్యాటరీలు భావనలో లిథియం బ్యాటరీల మాదిరిగానే ఉంటాయి, కానీ లిథియం మెటల్ యానోడ్‌లపై ఆధారపడతాయి. ఉత్సర్గ ప్రక్రియలో, లిథియం యానోడ్ బాహ్య సర్క్యూట్ ద్వారా కాథోడ్‌కు ఎలక్ట్రాన్‌లను అందిస్తుంది. అయితే, ఛార్జింగ్ చేసినప్పుడు, లిథియం యానోడ్‌పై నిక్షిప్తం చేయబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో, అవాంఛిత డెండ్రైట్‌లు ఏర్పడతాయి.

ఇది డయాఫ్రాగమ్ యొక్క విధి. అల్ట్రా-సన్నని (10nm) గ్రాఫైట్ డయాసిటిలీన్‌తో తయారు చేయబడిన మెమ్బ్రేన్ సెపరేటర్ (సక్సినిక్ యాసిడ్ చైన్‌ల ద్వారా అనుసంధానించబడిన రెండు-డైమెన్షనల్ షట్కోణ కార్బన్ అణువు మోనోలేయర్) ముఖ్యమైన ఆచరణాత్మక విలువను కలిగి ఉంది. గ్రాఫైట్ డయాసిటిలీన్ స్థితిస్థాపకత మరియు మొండితనాన్ని కలిగి ఉండటమే కాకుండా, దాని రసాయన నిర్మాణం ఏకరీతి రంధ్రాల నెట్‌వర్క్‌ను కూడా ఏర్పరుస్తుంది, ఇది ఒక లిథియం అయాన్ మాత్రమే గుండా వెళుతుంది. ఇది పొర ద్వారా అయాన్ల కదలికను నియంత్రిస్తుంది, ఫలితంగా అయాన్ల యొక్క అత్యంత ఏకరీతి వ్యాప్తి చెందుతుంది. ముఖ్యంగా, ఈ లక్షణం లిథియం డెండ్రైట్‌ల పెరుగుదలను సమర్థవంతంగా నిరోధిస్తుంది.

పరిశోధనకు నాయకత్వం వహించిన చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ యొక్క ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీకి చెందిన లీ యులియాంగ్, లిథియం డెండ్రైట్‌లు ఘన ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ను స్థిరీకరించగలవని, తద్వారా పరికరం యొక్క జీవితాన్ని మరియు కూలంబ్ శక్తిని పొడిగించవచ్చని వివరించారు. చెట్టు ఆకారపు షార్ట్ సర్క్యూట్‌ను నిరోధించి, బ్యాటరీని సురక్షితంగా చేరుకోండి.

లిథియం బ్యాటరీలు మరియు ఇతర ఆల్కలీన్ మెటల్ బ్యాటరీలు ఎదుర్కొనే కొన్ని విసుగు పుట్టించే సమస్యలను గ్రాఫేన్-డైథైన్ ఫిల్మ్‌లు అధిగమించగలవని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు.

గ్రాఫిటిక్ డయాసిటిలీన్ అనేది హైపర్-కంజుగేటెడ్ స్ట్రక్చర్, ఇన్‌హెరెంట్ బ్యాండ్ గ్యాప్, నేచురల్ మాక్రోపోరస్ స్ట్రక్చర్ మరియు సెమీకండక్టర్ ఫంక్షన్‌తో కూడిన గెటర్ మెటీరియల్ అని లి చెప్పారు. ఈ రంగంలో ప్రధాన శాస్త్రీయ సమస్యలను పరిష్కరించడానికి ఇది భారీ అవకాశాన్ని అందిస్తుంది.

రెండు డైమెన్షనల్ డేటా కూడా చాలా సులభం, మరియు ఇది సాధారణ ప్రయోగశాల పరిస్థితుల్లో పొందడం సులభం.

గ్రాఫైట్-డయాసిటిలీన్ ఫిల్మ్‌ల నాణ్యతను పెద్ద ఎత్తున మెరుగుపరచడానికి మరింత కృషి చేయాల్సి ఉన్నప్పటికీ, లిథియం బ్యాటరీల భద్రతపై గ్రాఫైట్-డయాసిటిలీన్ తీవ్ర ప్రభావం చూపుతుందని మేము విశ్వసిస్తున్నామని పరిశోధకులు విలేకరులతో అన్నారు.