幾十年來，人們一直在探索固態電解質在儲能系統和固態電池中的應用。這些材料是當今電池中使用的傳統液體電解質(一種允許離子在電池內移動的溶液)的更安全替代品。然而，需要新的概念來推動當前固體聚合物電解質的性能，使其適用于下一代材料。

伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校材料科學與工程研究人員探索了螺旋二級結構對固態肽聚合物電解質電導率的作用，發現與“隨機線圈”結構相比，螺旋結構表現出大大增強的電導率。

他們還發現，螺旋越長，導電性越高，螺旋結構可以提高材料對溫度和電壓的整體穩定性。

他們的研究成果《螺旋肽結構提高固體電解質的導電性和穩定性》發表在《自然材料》雜志上。

“我們引入了使用二級結構(螺旋)的概念，來設計和改進固體材料中離子電導率的基本材料特性，”領導這項研究的克里斯·埃文斯教授說。“這與你在生物學中發現的肽中的螺旋相同，我們只是出于非生物學原因使用它。”

聚合物傾向于采用隨機結構，但聚合物的主鏈可以控制和設計成螺旋結構，就像 DNA 一樣。因此，聚合物將具有大偶極矩——正電荷和負電荷的大規模分離。

沿著螺旋的長度，每個肽單元的小偶極矩將累加形成大偶極矩，從而增加整個結構的導電性和介電常數(衡量材料存儲電能的能力的指標)，并改善電荷傳輸。肽越長，螺旋的導電性越高。

Evans 補充道：“這些聚合物比普通聚合物穩定得多，螺旋結構非常堅固。與無規卷曲聚合物相比，它們可以承受高溫或高壓，而且不會降解或丟失螺旋結構。我們沒有看到任何證據表明這種聚合物在我們不希望它分解之前就分解了。”