伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员，已经开发出螺旋结构的肽聚合物电解质，与传统的“随机线圈”结构相比，它具有优越的导电性和稳定性。这些螺旋聚合物提高了固态电池的性能，并且环保，因为它们可以在使用寿命结束后分解和回收。

几十年来，研究人员一直在探索固态电解质作为储能系统的潜在组件，特别是用于开发固态电池。与传统的液体电解质相比，这些材料是更安全的替代品。传统的液体电解质是一种允许离子在电池内移动的溶液，目前用于电池中。然而，需要新的概念来推动当前固体聚合物电解质的性能，使其适用于下一代材料。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的材料科学与工程研究人员探索了螺旋二级结构对固态肽聚合物电解质导电性的作用，发现与“随机线圈”相比，螺旋结构的导电性大大增强。他们还发现，更长的螺旋导致更高的导电性，螺旋结构增加了材料对温度和电压的整体稳定性。

领导这项工作的克里斯·埃文斯教授说：“我们引入了使用二级结构 —— 螺旋结构 —— 来设计和改进固体材料中离子电导率的基本材料特性的概念。这与你在生物学多肽中发现的螺旋结构相同，我们只是出于非生物学的原因使用它。”

螺旋结构带来的增强

聚合物倾向于采用随机结构，但聚合物的主干可以被控制和设计成螺旋结构，就像DNA一样。因此，聚合物将具有大偶极矩 —— 正负电荷的大规模分离。沿着螺旋的长度，每个肽单元的小偶极矩加起来会形成大偶极子，从而增加整个结构的导电性和介电常数（一种衡量材料储存电能能力的指标），并改善电荷传输。肽越长，螺旋的导电性越高。

埃文斯补充说：“这些聚合物比普通聚合物稳定得多 —— 螺旋结构非常坚固。与随机线圈聚合物相比，你可以在高温或高压下使用，它不会降解或失去螺旋结构。我们没有看到任何证据表明，聚合物在我们希望它分解之前就会分解。”

此外，由于这种材料是由多肽制成的，当电池失效或达到使用寿命时，可以使用酶或酸将其降解回单个单体单元。原料可以在分离过程后回收再利用，减少对环境的影响。

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