Ränianoodid on akutööstuses suurt tähelepanu äratanud.Võrreldesliitium-ioonakudgrafiitanoode kasutades suudavad need pakkuda 3-5 korda suuremat mahtuvust.Suurem mahutavus tähendab, et aku peab pärast iga laadimist kauem vastu, mis võib oluliselt pikendada elektrisõidukite sõidukaugust.Kuigi räni on külluses ja odav, on Si-anoodide laadimis-tühjenemise tsüklid piiratud.Iga laadimis-tühjenemise tsükli jooksul suureneb nende maht oluliselt ja isegi nende mahtuvus väheneb, mis viib elektroodiosakeste purunemiseni või elektroodi kile delaminatsioonini.

KAISTi meeskond eesotsas professor Jang Wook Choi ja professor Ali Coskuniga teatas 20. juulil molekulaarsest rihmarattaliimast suure mahutavusega ränianoodidega liitiumioonakudele.

KAIST-i meeskond integreeris molekulaarsed rihmarattad (mida nimetatakse polürotaksaanideks) akuelektroodide sideainetesse, sealhulgas lisades aku elektroodidele polümeere, et kinnitada elektroodid metallalustele.Polürotaanist rõngad on kruvitud polümeeri karkassi ja võivad mööda skeletti vabalt liikuda.

Polürotaanis olevad rõngad võivad räniosakeste mahu muutumisel vabalt liikuda.Rõngaste libisemine võib tõhusalt säilitada räniosakeste kuju, nii et need ei lagune pidevas mahumuutusprotsessis.Tähelepanuväärne on see, et isegi purustatud räniosakesed võivad polürotaanliimide suure elastsuse tõttu jääda koalestseeruvaks.Uute liimide funktsioon on teravas kontrastis olemasolevate liimide (tavaliselt lihtsate lineaarsete polümeeride) omaga.Olemasolevad liimid on piiratud elastsusega ja seetõttu ei suuda need osakeste kuju kindlalt säilitada.Varasemad liimid võivad purustatud osakesi hajutada ja ränielektroodide mahtuvust vähendada või isegi kaotada.

Autor usub, et see on suurepärane näide alusuuringute tähtsusest.Polürotaksaan võitis eelmisel aastal Nobeli preemia "mehaaniliste sidemete" kontseptsiooni eest."Mehaaniline side" on äsja määratletud mõiste, mida saab lisada klassikalistele keemilistele sidemetele, nagu kovalentsed sidemed, ioonsidemed, koordinatsioonisidemed ja metallisidemed.Pikaajalised alusuuringud tegelevad järk-järgult ootamatu kiirusega akutehnoloogia pikaajaliste väljakutsetega.Autorid mainisid ka, et nad teevad praegu koostööd suure akutootjaga, et integreerida oma molekulaarsed rihmarattad tegelikesse akutoodetesse.

Sir Fraser Stoddart, 2006. aasta Northwesterni ülikooli Noble Laureate Chemistry Awardi võitja, lisas: „Mehaanilised sidemed taastusid esimest korda energiasalvestuskeskkonnas.KAIST-i meeskond kasutas osavalt mehaanilisi sideaineid libisemisrõngaste polürotaksaanides ja funktsionaliseeritud alfa-tsüklodekstriini spiraalset polüetüleenglükooli, mis tähistab läbimurret turul olevate liitium-ioonakude jõudluses, kui rihmarattakujulised agregaadid koos mehaaniliste sideainetega.Ühendid asendavad tavapäraseid materjale ainult ühe keemilise sidemega, millel on oluline mõju materjalide ja seadmete omadustele.