現(xiàn)在，科技領(lǐng)域一個重大的局限是電池的存儲容量。電動車、太陽能發(fā)電機、手機——所有這些設(shè)備的性能最終都受限于電池能充多少電。對于鋰離子電池，其中一種最有希望的可用材料是我們再熟悉不過的硅。電池充電的時候，硅能夠儲存大量能源，從而延長電池的續(xù)航時間。

遺憾的是，采用硅電極的鋰離子電池壽命并不是很長——這是因為這些電極會在充電時發(fā)生膨脹，放電后又再次縮小。久而久之，這些硅電極就會產(chǎn)生裂縫，最終因為裂縫過多而不能再儲存電子。

這個過程促使研究團隊開始考慮，自然界是如何應(yīng)對這種情況的。在生物體中，細(xì)胞會遭受損害，但也能自我修復(fù)。

該團隊在一份論文上寫道：“這種自發(fā)修復(fù)損傷的能力——又稱為自體愈合，是自然界中一種重要的生存能力，因為這可以延長大部分生物的壽命。對于可充電電池來說，這種能力格外有用，因為高容量電極（如硅電極）的壽命會因為循環(huán)過程出現(xiàn)的機械裂縫而被縮短?！?

為了在硅電極中達(dá)到同樣類型的“愈合”效果，研究團隊開發(fā)了一種用于電極的聚合物涂層——跟開發(fā)機器人人造“皮膚”時所作的研究屬于同一類型。這種聚合物的化學(xué)鍵較普通聚合物更弱，可以在硅電極膨脹時斷開；但斷裂后的化學(xué)鍵仍然相互吸引。因此，隨著硅電極的收縮，這種聚合物恢復(fù)原狀，并將電極收束到原來的樣子。

大家可以通過下面的照片，觀察這一過程在電子顯微鏡下的表現(xiàn)。在左圖中，硅電極出現(xiàn)了裂縫；但幾小時后，其中幾條裂縫就已經(jīng)愈合。

該團隊的工作還沒有完成。通過使用這種自我修復(fù)型聚合物，研究團隊對相應(yīng)硅電極進(jìn)行了100次充放電循環(huán)，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)電極仍能使用，并且沒有喪失蓄電能力。這一技術(shù)的前途十分光明，但仍未接近他們的整體目標(biāo)。

“這仍然遠(yuǎn)未達(dá)到我們的目標(biāo)：適合手機的約500次充放電循環(huán)，以及適合電動汽車的3,000次充放電循環(huán)?！毖芯繂T崔毅（Yi Cui，音） 在新聞稿中稱，“不過希望還在，從我們所有的數(shù)據(jù)來看，似乎這種辦法是行得通的。”