Українська версія gg виходить за підтримки MasterCard

Суперконденсатор розміром з порошинку володіє таким же напругою, як батарейка ААА

Автор: Юрій Станіславський | 24 серпня 2021, 14:34
Суперконденсатор розміром з порошинку володіє таким же напругою, як батарейка ААА

Поєднуючи мініатюрну електроніку з мистецтвом орігамі, вчені з Німеччини розробили, за їхніми словами, найменший мікросуперконденсатор в світі. Це революційний пристрій зберігання енергії не тільки безпечно для використання в людському тілі, а й використовує ключові інгредієнти крові для підвищення ефективності своєї роботи.

Вчені, які створили новий пристрій, працювали в області нано-суперконденсаторів (nBSC), які представляють собою звичайні конденсатори, але зменшені до субміліметрового масштабу. Розробка подібних пристроїв досить складна, але дослідники прагнули створити пристрій, яке могло б безпечно працювати в людському тілі для харчування крихітних датчиків і імплантатів, що в свою чергу вимагає заміни проблемних матеріалів і корозійних електролітів на біосумісні.

Ці пристрої відомі як біосуперконденсатори, і найменші з розроблених на сьогоднішній день серійних пристроїв розміром понад 3 мм3. Але в даному випадку вчені зробили величезний стрибок вперед в тому, наскільки крихітними можуть бути біосуперконденсатори. Конструкція починається зі стопки полімерних шарів, які з'єднані між собою світлочутливим фоторезистивной матеріалом, який виконує роль колектора струму, розділовою мембраною і електродами з електропровідного біосумісного полімеру PEDOT: PSS.

Ця стопка поміщається на тонку поверхню пластини, яка піддається високому механічної напруги, в результаті чого різні верстви відокремлюються в строго контрольованому режимі і складаються у вигляді орігамі в нано-біосуперконденсатор об'ємом 0,001 мм3, Що займає менше місця, ніж порошинка. Таким чином, ці трубчасті біосуперконденсатори в 3000 разів менше розроблених раніше, але мають напругу приблизно таке ж, як у батарейки ААА (хоча і з набагато меншим фактичним струмом).

Ці крихітні пристрої були поміщені в фізрозчин, плазму крові і кров, де вони продемонстрували здатність успішно накопичувати енергію. Біосуперконденсатор виявився особливо ефективним саме в крові, де він зберіг до 70 відсотків своєї ємності після 16 годин роботи. Ще одна причина, по якій кров може стати відповідним будинком для біосуперконденсатора полягає в тому, що пристрій працює з притаманними окислювально-відновні ферментативними реакціями і живими клітинами в розчині для підзарядки власних реакцій зберігання заряду, що підвищує його продуктивність на 40 відсотків.

З повним текстом роботи можна ознайомитися за посиланням.

джерело: tu-chemnitz