Батарея размером с песчинку

Фото: Гарвардская школа инженерных и прикладных наук

Американские ученые разработали литий-ионную микробатарею размером с песчинку. Она может питать медицинские импланты, роботов-насекомых, крошечные камеры или микрофоны. Для создания батареи были использованы специальные застывающие чернила.

Специалисты из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук впервые продемонстрировали батарею с ультратонкими электродами, не превышающими в толщину человеческий волос. Для ее создания ученые прибегли к помощи 3D-принтера с очень узким наконечником и специальными застывающими чернилами с особыми химическими и электрическими свойствами. В отличие от обычных чернил в струйных принтерах, которые ложатся на поверхность бумаги в виде капель, разработанные учеными чернила появляются на поверхности наподобие зубной пасты из тюбика и сразу же застывают.

При этом инженеры создали краску для анода с наночастицами одного металла и краску для катода с наночастицами другого металла. Получившийся крошечный контейнер с электродами наполнили раствором электролита.

По словам авторов работы, мощность батареи размером с песчинку соизмерима с характеристиками стандартных батарей, которые могут успешно питать электронные устройства.

Применение технологии 3D-печати и застывающих чернил в будущем может способствовать развитию миниатюрных медицинских имплантов, компактной электроники, крошечных роботов размером с насекомых и других устройств, для функционирования которых необходимы элементы питания.

По словам руководителя направления бизнес-решений Plantronics Дмитрия Архипова, данное открытие окажет большое влияние на развитие технологий.

«Оно открывает огромный простор для фантазии дизайнеров — устройства с миниатюрными автономными источниками питания станут компактнее, легче, эргономичнее и интереснее, что очень понравится пользователям, которые предпочитают небольшие или необычные гаджеты. С другой стороны, разработчики смогут рациональнее использовать высвободившееся пространство, например для добавления новых функций. Что касается срока службы источников питания, то, скорее всего, появится возможность одновременно использовать несколько распечатанных на 3D-принтере микробатарей там, где ранее была одна, таким образом, срок службы устройств возрастет. Это особенно важно в условиях, где отсутствует возможность подзарядки, например в долгих экспедициях», — отметил г-н Архипов.

Коммерческий директор «Вобис Компьютер» Михаил Чернышов считает, что напечатать какие-то составные элементы сложной системы реально, вопрос в том, возможна ли печать батарей целиком.

«Еще один важный вопрос лежит в сугубо практической плоскости — сумеют ли разработчики вывести свою технологию на коммерческий уровень и в итоге предложить для использования в тех же смартфонах и планшетах. Уже сейчас существуют технологии ультратонких батарей, не связанные с применением 3D-принтеров. Сама батарея может состоять из миллиметровых полимерных пластин, которые занимают любое свободное пространство, вне зависимости от его формы. В настоящее время разработчики ищут более дешевые способы создания таких аккумуляторных батарей и повышения их емкости. Многие производители портативной электроники уже активно интересуются данной технологией», — добавил г-н Чернышов.