Международная группа учёных под руководством профессора Оливера Шмидта из Хемницкого технического университета (Германия) разработала самую маленькую в мире батарейку. Её размер не превышает одного квадратного миллиметра. Исследование опубликовано в журнале Advanced Energy Materials.
«Компьютеры становятся всё меньше и меньше, достаточно упомянуть смартфоны или умные часы. Тенденция к миниатюризации продолжается. А крошечные интеллектуальные микроэлектронные устройства, такие как биосовместимые датчики в организме, требуют компьютеров ещё меньшего размера и батарей субмиллиметрового диапазона. Это системы, которые меньше пылинки, — сказано в пресс-релизе Хемницкого технического университета. — Пока это развитие тормозили в основном два фактора: разница в размерах между микроэлектроникой и микробатарейкой, необходимой для автономной работы, с одной стороны, и само производство такой батареи, которая должна быть одновременно и компактной, и ресурсоёмкой, с другой. На чём-то приходилось экономить».
Учёные применили необычный новаторский подход к процессу сборки батареи. Они назвали его «швейцарский рулет» (это кондитерское изделие в виде свёрнутых лепёшек с толстым слоем джема внутри). Исследователи нанесли на поверхность натянутой пластины токоприёмники и тонкие слои полимерных, металлических и диэлектрических материалов. Когда некоторые слои отходят друг от друга, напряжение ослабевает и материалы возвращаются в исходное положение, закручиваясь и тем самым делая устройство похожим на рулет.
В результате получилась цилиндрическая микробатарея размером с пылинку или крупицу соли. По словам исследователей, она пригодна для электропитания крошечных компьютеров и чипов на протяжении 10 часов. Её также можно использовать для поддержания работы биосовместимых датчиков в теле человека. С помощью таких датчиков можно отслеживать уровень кислорода в тканях, наблюдать за восстановлением после операций и пр. Другие применения в будущем — микроробототехника, сверхгибкая электроника, миниатюрные медицинские имплантаты и интернет вещей.
«Наши результаты показывают обнадёживающую производительность накопителя энергии в масштабе менее одного квадратного миллиметра. Эта технология обладает огромным потенциалом, и в будущем мы можем ожидать появления гораздо более мощных микробатарей», — говорит профессор Оливер Шмидт, руководитель исследования.