اكتشف فريق بحثي من جامعة كونكورديا في كندا أن التوزيع المتناثر لجسيمات الذهب النانوية على السطح الداخلي لبطارية الزنك يمكن أن يقلل من سرعة نمو التشعبات (الديندريتات) بمقدار يصل إلى 50 مرة. تُعد التشعبات العامل الرئيسي الذي يقصر عمر البطاريات القائمة على الزنك، حيث تسبب هذه الهياكل الشجرية المجهرية التي تتشكل على الأنود حدوث دائرة قصر في البطارية. استخدمت الدراسة الأشعة السينية فائقة السطوع من مصدر الضوء الكندي في جامعة ساسكاتشوان، ونُشرت الورقة البحثية ذات الصلة في مجلة "Journal of Materials Chemistry A".

أظهرت الدراسة أن بطارية الزنك المعالجة بجسيمات الذهب النانوية يمكن أن تعمل لأكثر من 6000 ساعة في ظروف المختبر. يكمن جوهر هذه التقنية في أن جسيمات الذهب النانوية تغطي أقل من 10% من سطح البطارية، حيث تعمل الجسيمات المتناثرة كمواقع تجانس موحدة لترسيب الزنك، مما ينظم مسارات نقل الأيونات أثناء عملية الترسيب. قال سيونغيل لي، طالب الدكتوراه في جامعة كونكورديا والمؤلف الأول للورقة البحثية: "إن طلاء الأقطاب الكهربائية يمكن أن يحسن بالفعل أداء البطارية، ولكن الكمية القليلة جدًا من الجسيمات التي تتطلبها تقنيتنا، وطريقة ترتيب هذه الجسيمات على سطح البطارية، هما اكتشاف جديد ومثير للغاية."

على الرغم من ارتفاع سعر الذهب، فإن تكلفة تصنيع هذه التقنية قابلة للتحكم نسبيًا. نظرًا لأن جسيمات الذهب النانوية موزعة بشكل متناثر ولا تتطلب عملية تحضيرها ظروف مختبر خاصة، فإن تكلفتها تبلغ حوالي واحد بالمائة من تكلفة الطلاء الذهبي العادي. وأضافت الأستاذة المساعدة في الفيزياء، إيشاي توراك، المشرفة على سيونغيل لي: "كمية المادة على السطح قليلة جدًا لدرجة أنه لا يمكن تقريبًا توصيفها بوسائل أخرى. لكن الأشعة السينية من مصدر الضوء الكندي وفرت إشارة قوية جدًا، مما مكننا من تأكيد وجودها وموقعها."

يستكشف فريق البحث حاليًا تطبيق تقنية الطلاء بالجسيمات هذه على أقطاب النحاس، لتطوير الجيل القادم من البطاريات الخالية من الأنود. كما يتم البحث في التطبيقات المحتملة لطلاء جسيمات الذهب النانوية المتناثر في مجالات مثل أجهزة الاستشعار، والطاقة الشمسية الضوئية، والإضاءة.