РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Создан аккумулятор меньше пылинки, генерирующий то же напряжение, что и ААА-батарейка

Объединив миниатюрную электронику с изделиями, вдохновленными оригами, ученые из Германии разработали, по их словам, самый маленький из существующих микросуперконденсаторов.
Тэги:
Создан аккумулятор меньше пылинки, генерирующий то же напряжение, что и ААА-батарейка

Новое устройство пригодится для питания имплантов и крошечных датчиков внутри тела человека

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ученые, создавшие новый аккумулятор, работали в области нано-суперконденсаторов (nBSC): это аналоги обычных конденсаторов, но уменьшенные до субмиллиметрового масштаба. Разработка устройств такого типа достаточно сложна, но исследователи стремились создать прибор, который мог бы безопасно работать в человеческом теле для питания крошечных датчиков и имплантатов. В первую очередь такой подход требовал замены проблемных материалов и коррозионных электролитов на биосовместимые.

Подобные агрегаты известны как биосуперконденсаторы, и самые маленькие из них на сегодняшний день достигают 3 кубических миллиметров. Однако ученые сделали огромный шаг вперед с точки зрения того, продемонстрировав, сколь крошечными на самом деле могут быть биосуперконденсаторы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Конструкция их изобретения представляет собой набор полимерных слоев, сжатых вместе со светочувствительным фоторезистивным материалом, который действует как токоприемник. Помимо этого, в комплект входят разделительная мембрана и электроды, сделанные из электропроводящего биосовместимого полимера под названием PEDOT: PSS.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Стопка полимеров размещается на тонкой пластине, которая подвергается высокому механическому напряжению, заставляющему различные слои материала четко отслаиваться друг от друга и складываться в стиле оригами в нанобиосуперконденсатор с объемом 0,001 мм3. Эти трубчатые биосуперконденсаторы, таким образом, в 3000 раз меньше уже существующих аналогов, но могут генерировать напряжение, эквивалентное AAA-батарее (хотя и с гораздо меньшим фактическим током).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Крошечные устройства были помещены в физиологический раствор, плазму крови и саму кровь, чтобы продемонстрировать способность успешно накапливать энергию. Биосуперконденсатор оказался особенно эффективным в крови, где он сохранил до 70% своей емкости после 16 часов работы. Другая причина, по которой кровь может быть наиболее подходящей средой для биосуперконденсатора, заключается в том, что устройство работает с присущими ему окислительно-восстановительными ферментными реакциями и живыми клетками. За их счет оно перегружает свои собственные реакции накопления заряда, что повышает итоговую производительность на 40%.

Команда также подвергла устройство воздействию сил, которые оно может испытывать в кровеносных сосудах, где колеблются поток и давление. Для этого ученые поместили новинку в микрожидкостные каналы, произведя что-то вроде испытаний в аэродинамической трубе, которые прибор выдержал «на отлично».

Загрузка статьи...