Прогрессивная миниатюризация электроники — это, с одной стороны, новые возможности, а с другой-новые проблемы, и одной из них являются аккумуляторы в мини-версии. Но похоже, что инженеры технологического университета Хемница помогут нам их решить, или, по крайней мере, на это указывает созданная ими рекордно маленькая батарея.
Электронные устройства становятся все меньше и меньше, когда-то компьютеры занимали целые комнаты, сегодня они у нас под рукой в виде смартфонов, и увлечение миниатюризацией только прогрессирует.
Достаточно взглянуть на устройства типа Smart Dust (smartdust), т. е. крошечные, часто почти невидимые, оснащенные камерами или рядом датчиков, которые способны контролировать температуру окружающей среды, химические вещества и многие другие факторы. И есть только одна проблема, их развитию серьезно препятствует отсутствие подходящих батарей.
Или, по крайней мере, так было, потому что ученые Хемницского Технологического Университета сообщили, что установили новый рекорд для миниатюрных батарей. Их размер меньше кристаллов соли, и, что интересно, они были вдохновлены... техникой складывания бисквитного рулета, то есть тонкого листа теста, намазанного кремом или джемом, а затем свернутого в характерный рулет.
Процесс самоорганизации, вдохновленный бисквитным рулоном, как называют эту технику его авторы, включает нанесение слоев токоприемников, электродов, созданных из полимеров, электрических изоляторов и других необходимых компонентов на кремниевую пластину, а затем их раскатывание точно так же, как тесто.
В результате мы получаем заряжаемое устройство, которое занимает мало места и способно питать самые маленькие компьютерные чипы в мире в течение ок. 10 часов без перерыва, например, для постоянного измерения температуры окружающей среды. Напомним, что самым маленьким компьютерным чипом в мире считается чип размером всего 0,3 мм, представленный в 2018 году Мичиганским университетом.
Как уверяют исследователи, их решение имеет большой потенциал и может использоваться в прогрессивных устройствах, миниатюрных медицинских имплантатах (например, устройствах, постоянно отслеживающих уровень кислорода в глубоких тканях или контролирующих восстановление после операций), микророботических системах и ультраэластичной электронике.